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《函數(shù)展成冪級(jí)數(shù)方法探討》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、第#卷第)期R?K$#$)金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)"22#年!"月S6J$"22#函數(shù)展成冪級(jí)數(shù)方法探討吳鳳香方曉華【摘要】本文通過例題展示函數(shù)展開成冪級(jí)數(shù)的某些方法與技巧。關(guān)鍵詞:函數(shù)-冪級(jí)數(shù)-展開中圖分類號(hào):.!/#$!文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:0文章編號(hào):!*/!(#*11("22#)2#(22)2(2#!"#$%&$$#’(’()*+,+)*’-’."+/+0’12+().3’24&(%)#’()’5’6+37+3#+$345678(9:;7850<=>:;?(@A;56"%789:/!!*;*/)<=/)*,,"/%9%>?*.7%/
2、!/;@A!8$)39%)BC@D?A8@E?F6GHI:J;K69;FIK6EG@:EI;I6DJ?7JKAL6E;M6NF6G@?LE;7LG6J@7:OA6E?ML6P6K?IF67GMD?F;MA7JG:?7G?I?N6DE6D:6E$:+;6’3-$BMA7JG:?7-I?N6DE6D:6E-L6P6K?IF67G01引言&%解:已知*&%!(-13&301)級(jí)數(shù)是進(jìn)行函數(shù)研究和近似計(jì)算的重要工具,%’(%2因#&’*&!%#,只要將*&展開式中的&替換成它在數(shù)學(xué)和工程技術(shù)中有著極廣泛的應(yīng)用。將一個(gè)01函數(shù)展開為冪級(jí)數(shù)是
3、級(jí)數(shù)部分最重要的運(yùn)算之一。(&!%#)%&!%#&!%#展開式*&!%#"·#&,即得*%!&所以&%展開的方法一般有兩種,一是直接展開法,即先求%’(%20101各階導(dǎo)數(shù),再按泰勒級(jí)數(shù)或麥克勞林級(jí)數(shù)寫出,最"&!%#"(&!%#)%(!%#)%%’"&*%&!%!·&(-13&301)后在級(jí)數(shù)收斂區(qū)間內(nèi)要證明%!!"#1$%(&)’(。二是間接%’(%2%’(%2展開法,即利用某些已知的初等函數(shù)的冪級(jí)數(shù)展開!"%例"在幾何級(jí)數(shù)%!’4’4’?’4’?式和冪級(jí)數(shù)的代數(shù)運(yùn)算及分析運(yùn)算的性質(zhì),推出相!(4(-!343!)中分別令4’-
4、&+-&"&&"便可得出下列函數(shù)應(yīng)的展開式。用直接展開法將函數(shù)展開成冪級(jí)數(shù),工作量大,且)(%)(&)的規(guī)律難以尋求,還要驗(yàn)證余項(xiàng)的展開式的極限是否趨向于零,有時(shí)這樣做是比較復(fù)雜的,!%!(&’&"(’?’((!)%&%’?(-!3&3!)甚至是比較困難的,為了避免對(duì)余項(xiàng)的討論,經(jīng)常!0&使用間接展開法,巧妙地利用已知函數(shù)的展開式和!%!(&"’&)(&*’%"%?’((!)&’?(-!3&3!)冪級(jí)數(shù)的性質(zhì),常能化難為易,簡(jiǎn)化計(jì)算,收到事半!0&"功倍的效果。本文就間接展開法舉幾例,探討其解!%!’&"’&)’&*’"%題方
5、法與技巧,期望對(duì)教學(xué)有所幫助。"?’&’?(-!3&3!)!-&!通過變量代換,直接套用*&+,"%&+例#在二項(xiàng)展開式!###(#(!)"!%&++./,&+(!0&)這些函數(shù)的冪級(jí)(!’&)%!’#&’&’?!-&"+#(#(!)?(#(%’!)%數(shù)展開式,把所給函數(shù)展成冪級(jí)數(shù)?!?0?(-!3&3!)%+例!將&"·#&展開為&的冪級(jí)數(shù)$!!中,令#’’(’("’(#,#為任意實(shí)""收稿日期:"22#(!2("Q吳鳳香金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程學(xué)院副教授,#"!2!/金華市方曉華金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程學(xué)院副教授第
6、.期吳鳳香等:函數(shù)展成冪級(jí)數(shù)方法探討.!!!!!"!數(shù))便可得到!!"!###這些例%將函數(shù)#(!)&展開成!的冪級(jí)數(shù)-(!"!)$(!"!)%(!)!)%!!"!函數(shù)的展開式,不過在區(qū)間的端點(diǎn)!&’!處,展開式解法&3利用待定系數(shù)法可求得!!"!)!$是否成立,要看(的數(shù)值而定。如"!&’!處展#(!)&%&$"%$(!)!)(!)!)(!)!)!)!)!開式都成立。而當(dāng)"&)時(shí),!&!時(shí)展開式成立,而分析3"’!&":$(!)!)$!)!在!&)!處,則展開式不成立。應(yīng)注意,寫出函數(shù)展$!"’!&":(!)!)%(!)!)
7、$開式時(shí),一定要給出展開區(qū)間。否則,解題欠完整。!首先展開導(dǎo)函數(shù),然后用逐項(xiàng)積分")!’!&!$(!)!)":!)!的方法求出原函數(shù)的冪級(jí)數(shù)展開式!!$"’!&":例"求函數(shù)#(!)&!*(!"!!"!)的冪級(jí)數(shù)展(!)!)$!)!開式。!’$7+$(!)!)%8解:注意到!*(+"!!"!$),&!可知!%!&)!"$$$%!!"!$’!(!)!)(!)!)而由(!"!)"的展開式可求得(!)!$!%!$!&!)!(!$)"!-%(!$)$)!-%-/(!$)%"?已知+$(!)!)&)(!%"%?%%?)!!"!$$$-.
8、$-.-0$%$()!!!,!)"$($$)!)11(!$)$()!)"?($$)??!!&!"!"!$"!%"?"!$"?()!,!,!)!)!將上式兩端從2到!逐項(xiàng)積分,即可得到!對(duì)上式兩端求導(dǎo)兩次得$’!!$(!%!!"!)&"%(2!"!$)