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tanx的泰勒展開式怎么求

2025-08-07 06:54:21

問題描述:

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2025-08-07 06:54:21

如何求tanx的泰勒展開式?這是一個非常有趣的問題,也是數(shù)學(xué)分析中的一個重要內(nèi)容。讓我們一步一步地來探索這個問題。

首先,我們需要了解什么是泰勒展開式。泰勒展開式是一種將一個函數(shù)在某一點附近展開成無限級數(shù)的方法。它可以幫助我們將復(fù)雜的函數(shù)簡化為多項式形式,從而更容易進行計算和分析。

接下來,我們來考慮tanx的泰勒展開式。因為tanx是一個奇函數(shù),所以它的泰勒展開式中只包含奇次冪的x項。也就是說,tanx的泰勒展開式可以表示為:

tanx = x + (1/3)x3 + (2/15)x? + (17/315)x? + …

為了得到這個結(jié)果,我們可以使用泰勒級數(shù)的展開方法。具體來說,我們需要計算tanx在x=0處的各階導(dǎo)數(shù),并將它們代入泰勒展開式的公式中。

讓我們詳細地推導(dǎo)一下tanx的泰勒展開式。首先,我們計算tanx在x=0處的各階導(dǎo)數(shù)。

tanx的一階導(dǎo)數(shù)是sec2x,二階導(dǎo)數(shù)是2sec2x tanx,三階導(dǎo)數(shù)是2sec2x (3tan2x + sec2x),依此類推。在x=0處,tanx=0,secx=1,因此所有偶數(shù)階導(dǎo)數(shù)在x=0處都為0,而奇數(shù)階導(dǎo)數(shù)不為0。

接下來,我們將這些導(dǎo)數(shù)值代入泰勒展開式的公式中,得到tanx的泰勒展開式為:

tanx = x + (1/3)x3 + (2/15)x? + (17/315)x? + …

這個級數(shù)在|x| < π/2時收斂,因為tanx在x=±π/2處有奇點。

此外,我們也可以通過將sinx和cosx的泰勒展開式相除來得到tanx的泰勒展開式。sinx的泰勒展開式是x x3/6 + x?/120 …,cosx的泰勒展開式是1 x2/2 + x?/24 …。將這兩個級數(shù)相除,可以得到tanx的泰勒展開式。

最后,我們可以通過計算tanx在0附近的一些值,與泰勒展開式的近似值進行比較,驗證其準確性。

總結(jié)一下,tanx的泰勒展開式是tanx = x + (1/3)x3 + (2/15)x? + (17/315)x? + …,它在|x| < π/2時收斂。通過計算各階導(dǎo)數(shù)或通過將sinx和cosx的泰勒展開式相除,都可以得到這個結(jié)果。

希望這篇關(guān)于tanx泰勒展開式的推導(dǎo)過程對您有所幫助!如果需要進一步的解釋或示例,歡迎在評論區(qū)留言。

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