六大标准展开式#
exsinxcosxln(1+x)(1+x)αarctanx=n=0∑∞n!xn=n=0∑∞(2n+1)!(−1)nx2n+1=n=0∑∞(2n)!(−1)nx2n=n=1∑∞n(−1)n−1xn=n=0∑∞n!α(α−1)⋯(α−n+1)xn,=n=0∑∞2n+1(−1)nx2n+1=1+x+2!x2+⋯,=x−3!x3+5!x5−⋯,=1−2!x2+4!x4−⋯,=x−2x2+3x3−⋯,=x−3x3+5x5−⋯.
带拉格朗日余项#
以 sinx 为例,公共多项式部分仍展到 x2n+1 阶,但余项改用拉格朗日形式。泰勒公式的结构永远是:“公共多项式 + 拉格朗日余项”。
sinx=公共多项式部分x−3!x3+5!x5−⋯+(2n+1)!(−1)nx2n+1+拉格朗日余项(2n+2)!(−1)n+1sinξx2n+2其中 ξ 介于 0 与 x 之间。
原理:
- sinx 的 2n+2 阶导数为 (−1)n+1sinx。
- 将其自变量换成 ξ,得到 (−1)n+1sinξ。
- 套用拉格朗日余项通用公式(此时阶数为 2n+1,故余项阶数为 2n+2):
Rn(x)=(n+1)!f(n+1)(ξ)(x−x0)n+1即得:R2n+1(x)=(2n+2)!(−1)n+1sinξx2n+2(在 x0=0 处展开)。
⚠️ 易错点提醒:千万不要把公共多项式的最后一项和拉格朗日余项混在一起写!多项式部分长什么样,取决于你展开到几阶;余项永远比多项式多一阶。
展开阶数怎么定#
- 上下同阶:分母若是 xk,分子就展开到 xk。
- 更高阶:若展开到 xk 后分子仍为 0,需要再往高展开一阶。