函数的幂级数展开式

   通过前面的学习我们看到，幂级数不仅形式简单，而且有一些与多项式类似的性质。而且我们还发现有一些可以表示成幂级数。为此我们有了下面两个问题：
   问题1：函数f(x)在什么条件下可以表示成幂级数；
   问题2：如果f(x)能表示成如上形式的幂级数，那末系数c_n(n=0,1,2,3,…)怎样确定？
   下面我们就来学习这两个问题。
泰勒级数
   我们先来讨论第二个问题.假定f(x)在a的邻区内能表示成这种形式的幂级数，其中a是事先给定某一常数，我们来看看系数c_n与f(x)应有怎样的关系。
   由于f(x)可以表示成幂级数，我们可根据幂级数的性质，在x=a的邻区内f(x)可任意阶可导.对其幂级数两端逐次求导。得：
        ，
        ，
        ………………………………………………
        ，
        ………………………………………………
   在f(x)幂级数式及其各阶导数中，令x=a分别得：
   把这些所求的系数代入得：
       
   该式的右端的幂级数称为f(x)在x+a处的泰勒级数.
   关于泰勒级数的问题
   上式是在f(x)可以展成形如的幂级数的假定下得出的.实际上，只要f(x)在x=a处任意阶可导，我们就可以写出函数的泰勒级数。
   问题：函数写成泰勒级数后是否收敛？是否收敛于f(x)？
   函数写成泰勒级数是否收敛将取决于f(x)与它的泰勒级数的部分和之差
       
   是否随n→＋∞而趋向于零.如果在某一区间I中有那末f(x)在x=a处的泰勒级数将在区间I中收敛于f(x)。此时，我们把这个泰勒级数称为函数f(x)在区间I中的泰勒展开式.
泰勒定理
   设函数f(x)在x=a的邻区内n+1阶可导，则对于位于此邻区内的任一x，至少存在一点c,c在a与x之间，使得：
       
   此公式也被称为泰勒公式。(在此不加以证明）
   在泰勒公式中，取a=0，此时泰勒公式变成：
            其中c在0与x之间
   此式子被称为麦克劳林公式。
   函数f(x)在x=0的泰勒级数称为麦克劳林级数.当麦克劳林公式中的余项趋于零时，我们称相应的泰勒展开式为麦克劳林展开式.
     即：
几种初等函数的麦克劳林的展开式
   1.指数函数e^x     
        
   2.正弦函数的展开式
        
   3.函数(1+x)^m的展开式
        

[返回页首][关闭窗口]

爱华女子网校版权所有，如若转载请联系我们

感谢您的翻阅