利用泰勒公式求極限時,如何確定泰勒公式展開到第幾階?

利用泰勒公式求極限時,如何確定展開到第幾階?有時候展開的不夠,有時候展開的過多?那麼有沒有什麼通用的技巧?


利用泰勒公式求極限上,我們不是隨隨便便展開泰勒公式的所有的一切操作手法都是有相應的規律作為指導

什麼規律?

先別急,先看看童鞋們在後台求助我問題,你也可以試著判斷下做得對不對哦~

1 兩個求助的問題

求助1的問題

求助2的問題

兩道題,為什麼都錯誤了呢?


泰勒泰勒,你是怎麼了?我用了你,你咋還沒給我解決出問題呢?

不要怪人家泰勒,凡事出了問題,先從自己身上找原因,別輕易就找被人茬.

你為什麼錯了呢?


因為你泰勒公式展開的項數有問題,或者說,你泰勒公式展開的精確度不夠!


在考研這場應試教育路線上,我們需要掌握的泰勒公式有如下5組,寶刀君做了簡單的分類,如下:

上面的公式,大部分同學都會背,尤其是隨著業內「狗-sin狗=1/6乘以狗的立方」理論的盛行,同學們背的更是不亦樂乎。

但問題是,會背不頂用,做題時怎麼用才是關鍵啊!

針對這個泰勒公式,一個很現實的問題是:當我拿到一道題目時,我怎麼確定要將這個式子展開到第幾階呢???

所有的極限題目,要麼是乘除,要麼是加減,無外乎這兩種,因此,這裡介紹兩種展開規則:「分式上下同階」原則和「加減冪次最低」原則。

2 分式上下同階原則

分式上下同階」原則是說,如果分母(或分子)是x的k次方,則應該把分子(或分母)展開到x的k次方


簡單說就是,假如你分子是4階的,x的4次方,那麼我就要把分母中的那個式子展開到第4階。


舉個例子,比如下面這道題(務必仔細、認真的看分析):

「分式上下同階」原則適用於分式「A/B 型」,也就是在分式求極限中用的比較多

3 "加減冪次最低"原則

「加減冪次最低」原則是說:將A、B分別展開到它們的係數不相等的x的最低次冪為止

簡單說,兩個泰勒式子相減呢,你就展開到它倆具有相同的冪次數就可以啦,而且這個冪次數是第一次出現的。

舉個例子吧,比如下面這個例題:

「加減冪次最低」原則適用於「A-B型」也就是求加減的時候用的比較多。

至此,介紹了上面的兩個利用泰勒公式求極限時 階的展開規則後,上面這兩道求助的題目是不是就可以順利的迎刃而解呢???

求助1問題的正確解答如下:

當然,你這裡也可以這樣來理解,因為分母中有(x-2)這一項,2是個常數,那麼你e的x次方函數在展開時,就應該展開到x的立方項,這樣人家和2乘起來,才算是分子中完整的x立方項大家族大集合。

求助2的正確解答如下:

寶刀君,寶刀君,我不服,你這個例2為啥不將e^x展開到3階,不是說好了和分母同階,一起攜手闖蕩江湖嗎???你怎麼退縮到2階了???

咳咳咳,觀察的還挺仔細,我來告訴你為啥第二個不展開到3階吧。

回復:仔細對比求助1和求助2,求助1中,e^x後邊乘的是(x-2),這裡有個常數2,所以常數2和e^x展開式中的x^3的相乘不能忽略,而求助2中,e^x後邊乘的是sinx,而sinx展開式中可沒有常數項,sinx是從x開始的,任何一項和e^x的3階項相乘都會擴大階數,擴大的比分母都還大,這就多餘嘍,因此 求助2中,只需要把e^x展開到2階即可。

綜上,面對不同的對象,我採取不同的展開措施,這就叫活學活用~

4 總結

利用泰勒公式求極限時,階的展開規則應該遵循兩種展開規則:「分式上下同階」原則和「加減冪次最低」原則。

如果想看這篇文章的趣味性解讀版本的,可以點擊這個鏈接:韓信點兵,多多益善!泰勒公式求極限究竟要展開到第幾階?


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如果是解極限問題,那麼一般與不需要展開的那個項的最高次冪比較,比如分母為x^5,那麼分子就展開到5次。
如果是通用展開,那麼問題提示展開到哪一項k,展開到k-1項比較保險。
如果是物理的小量近似,一般一階或者二階足以。
如果是n階導數問題,那麼如果該初等函數就是由這個展開式表示,那麼展開到第n項,比如y=ln(1+x)。
如果不是,那麼展開到n-k項。比如y=x^kln(1+x)。


展開少了得不到結果,比如0/0的還是0/0。展開多了只是過程不優美,但並不影響結果。


教材上說n+1階可導的,展開到n階,因此就以幾階可導來判斷。


這個張宇的高數18講上明確說過的呀


展開原則1,上下同階

展開原則2,加減互不抵消(展開至係數不相等的最低同冪次)

例題


展開的越多自然越好,閑的沒事也可以使勁地展開,只不過很多高次項都用不上罷了。


減法展開到不能抵消為止
分式展開到上下同階為止


比較容易錯的是展開後是兩個多項式相乘,展開階數不夠導致漏項


1.分子分母形式,展開到分式中最高階的那一階。
2.相減形式,展開到同階但不同係數的那一階為止。


作為一個數學專業的學渣說一下,展開到多少看題目而定,不同的要求展開的不同,而且上課的時候老師絕對會講不同需求需要展開到多少怎麼判斷並且怎麼做,更本就不存在這種問題


想展幾階展幾階,分子分母階數相等就可以


如果是考試解題的話,這個是有技巧的,我記得宇哥有詳細說過。


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