泰勒公式

f(x) = Σ f⁽ⁿ⁾(x₀)/n! · (x-x₀)ⁿ
函数在x₀处的泰勒展开(n阶+余项)
f⁽ⁿ⁾(x₀):n阶导数在x₀处的值 x₀=0时为麦克劳林公式 余项Rₙ(x)

泰勒公式详解

泰勒公式将函数在某点附近展开为幂级数:

f(x) = f(x₀)+f'(x₀)(x-x₀)+f''(x₀)/2!(x-x₀)²+...+f⁽ⁿ⁾(x₀)/n!(x-x₀)ⁿ+Rₙ(x)

麦克劳林公式:x₀=0时的泰勒公式,f(x)=f(0)+f'(0)x+f''(0)/2! x²+...

余项:拉格朗日余项Rₙ=f⁽ⁿ⁺¹⁾(ξ)/(n+1)! · (x-x₀)ⁿ⁺¹,佩亚诺余项Rₙ=o((x-x₀)ⁿ)。

常用麦克劳林展开:

eˣ=1+x+x²/2!+x³/3!+...(全实数)

sin x=x-x³/3!+x⁵/5!-...(全实数)

cos x=1-x²/2!+x⁴/4!-...(全实数)

ln(1+x)=x-x²/2+x³/3-...(-1

1/(1-x)=1+x+x²+x³+...(|x|<1)

例题:用泰勒公式求lim(x→0)(sinx-x)/x³
解:sinx=x-x³/6+o(x³),原式=lim(-x³/6)/x³=-1/6

常见问题

Q:泰勒公式和等价无穷小什么关系?

A:等价无穷小是泰勒展开取第一项。泰勒公式更精确,可用于加减运算的极限。

Q:展开到几阶合适?

A:看题目需要。求极限时展开到分子分母最低次项不抵消即可,一般2-4阶。

Q:所有函数都能泰勒展开吗?

A:需要函数在展开点有任意阶导数,且级数收敛。有些函数(如|x|在0点)不能展开。

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