(泰勒定理/泰勒公式)任何n阶可导函数都可以写成f(x)=i=1∑nanxn. ⭐️⭐️⭐️
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带拉格朗日余项的泰勒公式(用于证明):
f(x)n+1阶可导 ⇒
f(x)=f(x0)+f′(x0)(x−x0)+2!f′′(x0)(x−x0)2+⋯+n!f(n)(x0)(x−x0)n+(n+1)!f(n+1)(ξ)(x−x0)n+1
其中n!f(n)(x0)(x−x0)n为通项,(n+1)!f(n+1)(ξ)(x−x0)n+1为拉氏余项,ξ介于x与x0之间.
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带佩亚诺余项的泰勒公式(用于计算):
若f(x)n阶可导 ⇒
f(x)=f(x0)+f′(x0)+2!f′′(x0)(x−x0)2+⋯+n!f(n)(x0)(x−x0)n+o((x−x0)n)
其中o((x−x0)n)为佩亚诺余项,表示(x−x0)n的高阶无穷小.
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当x0=0时,泰勒公式成为麦克劳林公式
f(x)=f(0)+f′(0)x+2!f′′(0)x2+⋯+n!f(n)(0)xn+o(xn)
sinx=x−3!x3+5!x5+o(x5)
arcsinx=x+213x3+21435x5+o(x3)
cosx=1−2!x2+4!x4+o(x4)
tanx=x+31x3+152x5+o(x5)
arctanx=x−3x3+5x5+o(x5)
ln(1+x)=x−2x2+3x3−4x4+o(x4)
ex=1+x+2!x2+3!x3+o(x3) 🌠
(1+x)a=1+ax+2!a(a−1)x2+3!a(a−1)(a−2)x3+o(x3)
1−x1=1+x+x2+x3+o(x3)
1+x1=1−x+x2−x3+o(x3)
1+x=1+2x−8x2+o(x2)
1+x1=1−2x+83x3+o(x3)
等价无穷小由泰勒公式推导而来, 可以通过泰勒公式的组合推导出更多的等价无穷小
- sinx∼x
- arcsinx∼x
- tanx∼x
- arctanx∼x
- ex−1∼x
- ln(1+x)∼x
- (1+x)α−1∼αx
- 1−cosx∼21x2
- x−sinx∼61x3
- x+sinx=2x
- x2−sin2x=3x4
- x−tanx=−xx3
- x→1,lnx=ln(1+x−1)∼x−1 🌠🌠
(x→0)
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ex−1∼x
当f(x)→0,g(x)→0)
- ef(x)−1∼f(x)
- ef(x)−eg(x)=eg(x)(ef(x)−g(x)−1)∼eg(x)(f(x)−g(x))∼k(f(x)−g(x))
eg1: x→0lim31+x2−1e−ecosx=x→0lim31x2ecosx(e1−cosx−1)=x→0lim3ex2(1−cosx)=x→0lim3ex221x2=23e
eg2: x→0limx3ex−esinx=x→0limx3esinx(ex−sinx−1)=x→0limx31⋅(x−sinx)=61
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ln(1+x)∼x
当f(x)→1
- lnf(x)=ln(1+f(x)−1)∼f(x)−1
eg1: x→0limx2lncosx=x→0limx2cosx−1=x→0limx2−21x2=−21
eg2: x→0limx2lnxsin=x→0limx2xsinx−1=x→0limx3sinx−x=x→0limx3−61x3=−61
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(1+x)α−1∼αx ,(α常以分数的形式出现)
- (1+f(x))α−1∼αf(x)
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1−cosx∼21x2
- 1−cosf(x)∼21f2(x)