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1、第四讲 泰勒级数§8.4 泰勒级数一、泰勒级数的定义 前面讨论了幂级数在其收敛域内收敛于和函数,但实际应用中,我们常遇到许多相反的问题对已知函数,是否能确定一个幂级数,在其收敛域内以为和函数我们知道,幂级数被其系数唯一确定,现在问题是在什么范围内,满足什么条件,其展开式的系数能唯一确定,并收敛于定理1设函数在区间内具有任意阶导数,且可展成幂级数,则幂级数的系数,其中 定义1 设在的某邻域内具有任意阶导数,则以为系数的幂级数称为在点处的泰勒级数当时,幂级数称为在点处的麦克劳林级数定理2 (泰勒中值定理)设在含有点的区间内,有一阶直到阶的连续导数,则当取区间内的任何值时,可以按的方幂展开
2、为其中 (在与之间)上述公式称为函数的泰勒公式,余项称为拉格朗日型余项特别地,当时,泰勒公式为其中 或令;则 上面的公式称为麦克劳林公式二、函数的泰勒展开式这里主要介绍如何把已知函数展成它的泰勒(Taylor)级数,并求其收敛区间 (一)直接展开法所谓直接展开法是指利用定理,证明,进而写出展开式并求出其收敛域例1 试在处,展开为泰勒级数解显然有各阶连续导数,且,于是 ,其中在到之间,由于对指定的来说,是非零有界变量用正项级数比值判别法可知,对任意的级数都收敛,因而 由两边夹定理有于是,对任何实数,都有例2 把展成麦克劳林级数解,于是 其中在到之间(二)间接展开法用已知函数的泰勒级数展开式,通过适当的运算,而将给定函数简捷灵便地展开例3 试展开为麦克劳林级数 解 注意到 ;那么就有例4 把在处展成泰勒级数解 因为 于是,逐项积分可得, 例5 将在处展开成泰勒级数解 因为 于是,逐项积分可得,例6 展开为的幂级数 解 因为 ;所以例7 求在处的泰勒展开式解例8 把展成的幂级数解 因为 注意
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