Question Number 148071 by tabata last updated on 25/Jul/21
Commented by tabata last updated on 25/Jul/21
$$??????? \\ $$
Answered by Olaf_Thorendsen last updated on 25/Jul/21
$$\left(\mathrm{a}\right) \\ $$$$\mathrm{sinh}{z}\:=\:\underset{{n}=\mathrm{0}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{{z}^{\mathrm{2}{n}+\mathrm{1}} }{\left(\mathrm{2}{n}+\mathrm{1}\right)!} \\ $$$$\mathrm{sinh}{z}^{\mathrm{2}} \:=\:\underset{{n}=\mathrm{0}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{{z}^{\mathrm{4}{n}+\mathrm{2}} }{\left(\mathrm{2}{n}+\mathrm{1}\right)!} \\ $$$${z}\mathrm{sinh}{z}^{\mathrm{2}} \:=\:\underset{{n}=\mathrm{0}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{{z}^{\mathrm{4}{n}+\mathrm{3}} }{\left(\mathrm{2}{n}+\mathrm{1}\right)!} \\ $$$$\left(\mathrm{b}\right)\: \\ $$$$\forall{n},\:\frac{{d}^{{n}} }{{dz}^{{n}} }{e}^{{z}} \:=\:{e}^{{z}} \:\Rightarrow\:\frac{{d}^{{n}} }{{dz}^{{n}} }{e}^{{z}} \mid_{{z}=\mathrm{2}} \:=\:{e}^{\mathrm{2}} \\ $$$${e}^{\mathrm{z}} \:=\:\underset{{n}=\mathrm{0}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{{e}^{\mathrm{2}} }{{n}!}\left({z}−\mathrm{2}\right)^{{n}} \:=\:{e}^{\mathrm{2}} \underset{{n}=\mathrm{0}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{\left({z}−\mathrm{2}\right)^{{n}} }{{n}!} \\ $$$$\left(\mathrm{c}\right) \\ $$$${f}\left({z}\right)\:=\:\frac{{z}\left({z}+\mathrm{1}\right)}{\left(\mathrm{1}−{z}\right)^{\mathrm{2}} } \\ $$$${f}\left({z}\right)\:=\:\mathrm{1}+\frac{\mathrm{3}}{{z}−\mathrm{1}}+\frac{\mathrm{2}}{\left({z}−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} } \\ $$$$\bullet\:{f}\left(−\mathrm{1}\right)\:=\:\mathrm{0} \\ $$$$\bullet\:{f}^{\left({n}\right)} \left({z}\right)\:=\:\frac{\mathrm{3}\left(−\mathrm{1}\right)^{{n}} {n}!}{\left({z}−\mathrm{1}\right)^{{n}+\mathrm{1}} }+\frac{\mathrm{2}\left(−\mathrm{1}\right)^{{n}} \left({n}+\mathrm{1}\right)!}{\left({z}−\mathrm{1}\right)^{{n}+\mathrm{2}} } \\ $$$$\Rightarrow\:{f}^{\left({n}\right)} \left(−\mathrm{1}\right)\:=\:\frac{\mathrm{3}\left(−\mathrm{1}\right)^{{n}} {n}!}{\left(−\mathrm{2}\right)^{{n}+\mathrm{1}} }+\frac{\mathrm{2}\left(−\mathrm{1}\right)^{{n}} \left({n}+\mathrm{1}\right)!}{\left(−\mathrm{2}\right)^{{n}+\mathrm{2}} } \\ $$$$\Rightarrow\:{f}^{\left({n}\right)} \left(−\mathrm{1}\right)\:=\:−\frac{\mathrm{3}{n}!}{\mathrm{2}^{{n}+\mathrm{1}} }+\frac{\left({n}+\mathrm{1}\right)!}{\mathrm{2}^{{n}+\mathrm{1}} } \\ $$$$\:{f}^{\left({n}\right)} \left(−\mathrm{1}\right)\:=\:\frac{{n}!}{\mathrm{2}^{{n}+\mathrm{1}} }\left({n}+\mathrm{1}−\mathrm{3}\right)\:=\:\frac{\left({n}−\mathrm{2}\right){n}!}{\mathrm{2}^{{n}+\mathrm{1}} } \\ $$$${f}\left({z}\right)\:=\:{f}\left(−\mathrm{1}\right)+\underset{{n}=\mathrm{1}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{{f}^{\left({n}\right)} \left(−\mathrm{1}\right)}{{n}!}\left({z}−\left(−\mathrm{1}\right)\right)^{{n}} \\ $$$${f}\left({z}\right)\:=\:\underset{{n}=\mathrm{1}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{{n}−\mathrm{2}}{\mathrm{2}^{{n}+\mathrm{1}} }\left({z}+\mathrm{1}\right)^{{n}} \\ $$
Answered by mathmax by abdo last updated on 25/Jul/21
$$\mathrm{f}\left(\mathrm{z}\right)=\frac{\mathrm{z}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{z}}{\left(\mathrm{z}−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} }\:\:\mathrm{we}\:\mathrm{do}\:\mathrm{the}\:\mathrm{changement}\:\mathrm{z}+\mathrm{1}=\mathrm{y}\:\Rightarrow \\ $$$$\mathrm{f}\left(\mathrm{z}\right)=\varphi\left(\mathrm{y}\right)=\frac{\left(\mathrm{y}−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{y}−\mathrm{1}}{\left(\mathrm{y}−\mathrm{2}\right)^{\mathrm{2}} }=\frac{\mathrm{y}^{\mathrm{2}} −\mathrm{2y}+\mathrm{1}+\mathrm{y}−\mathrm{1}}{\left(\mathrm{y}−\mathrm{2}\right)^{\mathrm{2}} } \\ $$$$=\frac{\mathrm{y}^{\mathrm{2}} −\mathrm{y}}{\left(\mathrm{y}−\mathrm{2}\right)^{\mathrm{2}} } \\ $$$$\varphi\left(\mathrm{y}\right)=\sum_{\mathrm{n}=\mathrm{0}} ^{\infty} \:\frac{\varphi^{\left(\mathrm{n}\right)} \left(\mathrm{0}\right)}{\mathrm{n}!}\mathrm{y}^{\mathrm{n}} \\ $$$$\varphi^{\left(\mathrm{n}\right)} \left(\mathrm{y}\right)=\left\{\left(\mathrm{y}^{\mathrm{2}} −\mathrm{y}\right)×\frac{\mathrm{1}}{\left(\mathrm{y}−\mathrm{2}\right)^{\mathrm{2}} }\right\}^{\left(\mathrm{n}\right)} \\ $$$$=\sum_{\mathrm{k}=\mathrm{0}} ^{\mathrm{n}} \:\mathrm{C}_{\mathrm{n}} ^{\mathrm{k}} \:\left(\mathrm{y}^{\mathrm{2}} −\mathrm{y}\right)^{\left(\mathrm{k}\right)} \left(\frac{\mathrm{1}}{\left(\mathrm{y}−\mathrm{2}\right)^{\mathrm{2}} }\right)^{\left(\mathrm{n}−\mathrm{k}\right)} \\ $$$$=\sum_{\mathrm{k}=\mathrm{0}} ^{\mathrm{n}} \:\mathrm{C}_{\mathrm{n}} ^{\mathrm{k}} \left(\mathrm{y}^{\mathrm{2}} −\mathrm{y}\right)^{\left(\mathrm{k}\right)} ×\frac{\left(−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{n}−\mathrm{k}} \left(\mathrm{n}−\mathrm{k}\right)!}{\left(\mathrm{y}−\mathrm{2}\right)^{\mathrm{n}−\mathrm{k}+\mathrm{1}} } \\ $$$$=\left(\mathrm{y}^{\mathrm{2}} −\mathrm{y}\right)\frac{\left(−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{n}} \mathrm{n}!}{\left(\mathrm{y}−\mathrm{2}\right)^{\mathrm{n}+\mathrm{1}} }\:+\mathrm{C}_{\mathrm{n}} ^{\mathrm{1}} \left(\mathrm{2y}−\mathrm{1}\right)\frac{\left(−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{n}−\mathrm{1}} \left(\mathrm{n}−\mathrm{1}\right)!}{\left(\mathrm{y}−\mathrm{2}\right)^{\mathrm{n}} } \\ $$$$+\:\mathrm{2C}_{\mathrm{n}} ^{\mathrm{2}} \:\frac{\left(−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{n}−\mathrm{2}} \left(\mathrm{n}−\mathrm{2}\right)!}{\left(\mathrm{y}−\mathrm{2}\right)^{\mathrm{n}−\mathrm{1}} }\:\Rightarrow \\ $$$$\varphi^{\left(\mathrm{n}\right)} \left(\mathrm{0}\right)=−\mathrm{C}_{\mathrm{n}} ^{\mathrm{1}} \:\frac{\left(−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{n}−\mathrm{1}} \left(\mathrm{n}−\mathrm{1}\right)!}{\left(−\mathrm{2}\right)^{\mathrm{n}} }\:+\mathrm{2}\:\mathrm{C}_{\mathrm{n}} ^{\mathrm{2}} \:\frac{\left(−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{n}−\mathrm{2}} \left(\mathrm{n}−\mathrm{2}\right)!}{\left(−\mathrm{2}\right)^{\mathrm{n}−\mathrm{1}} } \\ $$$$=\frac{\mathrm{n}\left(\mathrm{n}−\mathrm{1}\right)!}{\mathrm{2}^{\mathrm{n}} }\:−\mathrm{n}\left(\mathrm{n}−\mathrm{1}\right)\frac{\left(\mathrm{n}−\mathrm{2}\right)!}{\mathrm{2}^{\mathrm{n}−\mathrm{1}} }=\frac{\mathrm{n}!}{\mathrm{2}^{\mathrm{n}} }−\frac{\mathrm{n}!}{\mathrm{2}^{\mathrm{n}−\mathrm{1}} }\:\Rightarrow \\ $$$$\varphi\left(\mathrm{y}\right)=\sum_{\mathrm{n}=\mathrm{0}} ^{\infty} \:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{n}!}\left(\frac{\mathrm{n}!}{\mathrm{2}^{\mathrm{n}} }−\frac{\mathrm{n}!}{\mathrm{2}^{\mathrm{n}−\mathrm{1}} }\right)\mathrm{y}^{\mathrm{n}} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{f}\left(\mathrm{z}\right)=\sum_{\mathrm{n}=\mathrm{0}} ^{\infty} \left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}^{\mathrm{n}} }−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}^{\mathrm{n}−\mathrm{1}} }\right)\left(\mathrm{z}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{n}} \\ $$