【10个泰勒展开式常用公式】在数学中,泰勒展开式是一种将函数表示为无穷级数的方法,它在微积分、物理、工程等领域有着广泛的应用。泰勒展开式的核心思想是用多项式来近似一个函数,特别是在某个点附近的表现。下面列出的是10个常见的泰勒展开式公式,它们在不同领域中被频繁使用。
1. e^x 的泰勒展开式(以0为中心)
$$
e^x = 1 + x + \frac{x^2}{2!} + \frac{x^3}{3!} + \cdots = \sum_{n=0}^{\infty} \frac{x^n}{n!}
$$
2. sin(x) 的泰勒展开式(以0为中心)
$$
\sin x = x - \frac{x^3}{3!} + \frac{x^5}{5!} - \frac{x^7}{7!} + \cdots = \sum_{n=0}^{\infty} (-1)^n \frac{x^{2n+1}}{(2n+1)!}
$$
3. cos(x) 的泰勒展开式(以0为中心)
$$
\cos x = 1 - \frac{x^2}{2!} + \frac{x^4}{4!} - \frac{x^6}{6!} + \cdots = \sum_{n=0}^{\infty} (-1)^n \frac{x^{2n}}{(2n)!}
$$
4. ln(1+x) 的泰勒展开式(以0为中心)
$$
\ln(1+x) = x - \frac{x^2}{2} + \frac{x^3}{3} - \frac{x^4}{4} + \cdots = \sum_{n=1}^{\infty} (-1)^{n+1} \frac{x^n}{n}, \quad
$$
5. ln(1-x) 的泰勒展开式(以0为中心)
$$
\ln(1-x) = -x - \frac{x^2}{2} - \frac{x^3}{3} - \frac{x^4}{4} - \cdots = -\sum_{n=1}^{\infty} \frac{x^n}{n}, \quad
$$
6. (1+x)^a 的泰勒展开式(以0为中心)
$$
(1+x)^a = 1 + a x + \frac{a(a-1)}{2!} x^2 + \frac{a(a-1)(a-2)}{3!} x^3 + \cdots
$$
这是二项式展开的推广形式,适用于任意实数 $ a $。
7. arctan(x) 的泰勒展开式(以0为中心)
$$
\arctan x = x - \frac{x^3}{3} + \frac{x^5}{5} - \frac{x^7}{7} + \cdots = \sum_{n=0}^{\infty} (-1)^n \frac{x^{2n+1}}{2n+1}, \quad
$$
8. tan(x) 的泰勒展开式(以0为中心)
$$
\tan x = x + \frac{x^3}{3} + \frac{2x^5}{15} + \cdots
$$
该展开式的通项较为复杂,通常用于数值计算或近似分析。
9. sinh(x) 的泰勒展开式(以0为中心)
$$
\sinh x = x + \frac{x^3}{3!} + \frac{x^5}{5!} + \cdots = \sum_{n=0}^{\infty} \frac{x^{2n+1}}{(2n+1)!}
$$
10. cosh(x) 的泰勒展开式(以0为中心)
$$
\cosh x = 1 + \frac{x^2}{2!} + \frac{x^4}{4!} + \cdots = \sum_{n=0}^{\infty} \frac{x^{2n}}{(2n)!}
$$
这些泰勒展开式不仅在理论研究中具有重要意义,也在实际应用中发挥着巨大作用,如信号处理、数值分析、物理学中的微分方程求解等。掌握这些公式有助于更深入地理解函数的行为和性质。
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