第三章第三讲泰勒公式
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第三章:泰勒公式以及导数运用1.泰勒公式(注意:麦克劳林公式是特殊的泰勒公式,即00=x )(1))(!!212x xxe n nx o n x +++= 证:令e x x f =)(,e f x n x x f x f x f ='''=''=')()()()()( ,那么就有1)0()0()0()0()(='''=''='f n f f f ,而根据带有佩亚诺余项的麦克劳林的公式则有)(!)0()0()0()(x x fennn xo n x f f +'+==)(!!212x xxn no n x +++ (2))()!12(!5!3sin 121253)1(x xxxm m mo m x x ++++++-=- 证:令x x f sin )(=,)2sin()()(π⋅+=n x x f n ,故 2,1,0,12,2,02sin )0()1()(=⎪⎩⎪⎨⎧+===⋅=-m m n m n n mn f π,而根据带有佩亚诺余项的麦克劳林的公式则有)(!)0()0()0()()(x x fn nn o n x f f x f +'+= ,故)()!12(!5!3)(121253)1(x xxxm m mo m x x f ++++++-=- (3))()!2(!4!21cos 2242)1(x xx x m mm o m x +++-=- 证:令x x f cos )(=,)2cos()()(π⋅+=n x x f n ,故 2,1,0,12,02,2cos )0()1()(=⎪⎩⎪⎨⎧+===⋅=-m m n mn n m n f π,而根据带有佩亚诺余项的麦克劳林的公式则有)(!)0()0()0()()(x x fn nn o n x f f x f +'+=,故)()!2(!4!21)(2242)1(x xxxm mmo m x f +++-=- (4))(!)1()1(!2)1(12)1(x x x x n n o n n x ++--+-++=+ααααααα 证:令)1()(x x f +=α,)1()1()1()()(x fnn n x +-+--=αααα ,故)1()1()0()(+--=n f n ααα ,而根据带有佩亚诺余项的麦克劳林的公式则有)(!)0()0()0()()(x x fn nn o n x f f x f +'+=,故)(!)1()1(1)(x x n no n n x x f ++--++=αααα(5))(3!2)1ln()1(132x x x x n nn o nx x ++-=+-- 证:令)1ln()(x x f +=,)1()1()!1()(1)(x f nn n n x +--=-,故)!1()0()1(1)(-⋅=--n n n f,而根据带有佩亚诺余项的麦克劳林的公式则有)(!)0()0()0()()(x x fn nn o n x f f x f +'+=,故)(3!2)()1(132x x x x n nn o nx x f +++-=-- (6)按(4-x )的幂展开多项式435)(234+-+-=x x f x x x 由32154)(23-+-='x x f x x ,23012)(2+-=''x x f x ,3024)(-='''x x f ,24)()4(=x f ,)5(0)()(≥=n x f n ,而21)4(='f ,74)4(=''f ,66)4(='''f ,根据泰勒公式得!)4()4)(4()4()()4()(n x f f x f x fnn -+-'+=(未带有余项),故)4()3()4(4321137)4(2156)(---+++-+-=x x x x x f 解:x x f 2121)(-=',x x f 2341)(--='',x x f 2583)(-=''',x f x 27)4(1615)(--=,故41)4(='f ,321)4(-=''f ,2563)4(='''f ,ξ27)4(1615)(--=f,故根据带有拉格朗日余项的泰勒公式则有)!1()(!)4()4)(4()4()()4()4(1)1()(+++-'+=--++n n x f f x f x fx f n n nn ξ)4()4()4(42732384155121641)4(412)(-----+--+=⇒x x x x x f ξ(ξ在x 与4之间)(8)求函数x x f ln )(=按)2(-x 的幂展开的带有佩亚诺余项的n 阶泰勒公式解:xf n n n n x 1)!1()()1(1)(-=--2)1(1)!1()2(1)(n n n n f -=⇒--,故根据带有佩亚诺余项的泰勒公式则有][!)2()2)(2()2()()2()2()(--+++-'+=⇒x x fnnn o n x f f x f ][81)2(212ln )()2()2()1()2(12----+⋅+--+=⇒-x x x nnnn o n x x f解:⇒=+-xfn nn n x 1)(1!)()1()1()1(1)(1!)1(--+=-n nn n f)1()1(!)1()(++-=-⇒x x fnnn n ,故根据带有拉格朗日余项的泰勒公式得)!1()(!)1()1)(1()1()()1()1(1)1()(++-+-'+-=++++n n x f f x f x fx fn n n n ξξ2112)1()1()1()1()1(1)(++++-+++--+--=⇒n n n nx x x x x f ξ在1-与x 之间。