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 [公式] 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 [公式] 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

[公式]

而對於 [公式] 求導就是 [公式] ,所以原函數的冪級數展開就是:

[公式]

如果用 [公式] 來推導,基本類似,主要是利用了 [公式] 求導性質好而已。

兩個本質沒有區別,做個平移而已:

[公式]


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 [公式] 才是最方便的。

[公式] 時:

  • 首先考慮它的一階導:

[公式]

而注意到

[公式]

再由收斂級數一致收斂可以逐項積分:

[公式]

[公式]

於是:

[公式]

  • 考慮 [公式] 時,

[公式]

因此

[公式]

所以

[公式]

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:

[公式]

[公式]

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:

[公式]

再比如求:

[公式]

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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