為什麼對數函數的泰勒展開式要用ln(x+1)而不用lnx?
其實不太影響的,因為考慮到了 的方便性。
這裡寫成了冪級數展開,泰勒展開的話,形式上的話,寫到第 項,然後加個余項就可以了
在我們對於常見基本函數進行冪級數展開之後,對於這個函數就可以利用一般推導得到的結論了:
因為我們知道
而對於 求導就是 ,所以原函數的冪級數展開就是:
如果用 來推導,基本類似,主要是利用了 求導性質好而已。
兩個本質沒有區別,做個平移而已:
上面川大的朋友已經說得很對了,補充一丁點。
其實個人一直覺得用 才是最方便的。
當 時:
- 首先考慮它的一階導:
而注意到
再由收斂級數一致收斂可以逐項積分:
於是:
- 考慮 時,
因此
所以
這個看起來長,但只要知道(1)式,計算量就特別小。
- 問題里提到的兩個函數可以直接這樣變形:
再套回(2)式即可得到它們的展開式。
- 由(1)還可以各種花式玩法:
比如它自己的一階導數:
再比如求:
許多能轉換為類似形式的函數的Taylor公式都可以用類似方法來推導。
當然,推導過程中也一定要注意收斂域!
配合麥克勞林展開,研究的時候都傾向於研究0附近,因為式子簡單,不在0附近的做平移就行了,所以lnx在0處沒有定義
用 lnx 的泰勒展開也可以 .
只不過這時要在點 x=1處展開了。
實際上,ln(1+x) 和 ln(x) 沒什麼大的區別,只是做了一個坐標的平移,將 y 軸向右平移了一個單位而已 .
在極限計算這一塊,只有無窮小才可以用泰勒展開式計算極限。一般書上給的公式都是x→0時的公式,而lnx在x→0時=負無窮,不是無窮小。而ln(1+x)是無窮小,所以用ln(1+x)。
而事實上這種泰勒公式實質上就是是把函數展開成冪級數。展開時要保證要保證展開式和原函數的差值是無窮小。而冪級數在x=0處一定是收斂的。所以無法在x→0處表示一個無窮大的量。
數學家都喜歡簡潔的公式,喜歡美觀,如果寫成ln(x+1)會更加的好看
因為lnx無法做麥克勞林展開
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