泰勒公式求极限(如何用+精度怎么确定)一文扫除泰勒公式难点 |
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有些复杂的极限题,里面会涵盖着各种各样的函数,这些群魔乱舞的函数加大了我们计算极限的难度,此时想:如果可以将这些函数统一成一样的形式该多好?此时,就有我们的泰勒公式了。 1.泰勒公式怎么用:指数函数,三角函数,反三角函数,对数函数等函数,同时若干个在极限中出现时,使用泰勒公式将它们一致化,从而容易计算。我和另一位学长做的笔记例题如下: 泰勒展开有两大令人头疼的:1.这个函数的展开公式是啥?2.展开到第几项(精度为多少)? 针对第一点,直接背就行了,背不会可以自己求导推几遍。还记不住的可以看别人总结的记忆技巧,如下图是我和另一位学长做的知识点笔记,下图左边是一些常见的泰勒公式和一些记忆技巧: 极限 lim x → x 0 A B \lim_{x \rightarrow x_{0}}{\frac{A}{B}} limx→x0BA (其中 A , B A,B A,B表示一个式子),首先确定谁更容易确定精度,如果 B B B更容易确定精度,则 A A A暂时不变,先判断 B B B的精度,再根据B的精度来确定 A A A的精度。 比如 B B B直接为 a x m ax^{m} axm 或可以通过等价转变为 a x m ax^{m} axm,那么直接可以确定B的精度为 m m m,进而确定A的精度为 m m m。 例: lim x → x 0 A s i n x 2 l n ( 1 + x ) = lim x → x 0 A x 3 \lim_{x \rightarrow x_{0}}{\frac{A}{sinx^{2}ln(1+x)}}=\lim_{x \rightarrow x_{0}}{\frac{A}{x^{3}}} limx→x0sinx2ln(1+x)A=limx→x0x3A ,所以进而确定 A A A的精度为3,需要完全展开到 x 3 x_{}^{3} x3 2.再确定局部:上述通过更容易确定精度的
B
B
B得出
A
A
A的精度为
m
m
m。因此,接下来需要对A进行展开,展开到
x
m
x^{m}
xm ,并且不漏项,这有一定的难度。针对这个,我总结了下面3个技巧: 1.若A为"
函数
f
−
函数
g
函数f-函数g
函数f−函数g"型: 比较简单,直接通过泰勒公式将函数f和函数g展开到所需精度即可(若某一个函数为多项式函数,则不用考虑展开)。如图1中题1.1所示:分子确定精度为4,需要展开到
x
4
x^{4}
x4 。因此将
1
+
x
2
\sqrt{1+x^{2}}
1+x2
展开至
x
4
x^{4}
x4,
p
.
s
.
p.s.
p.s.前面是多项式函数,不用管。 2.若A含有"
函数
f
×
函数
g
函数f×函数g
函数f×函数g"型: 有公式:左低+右高=精度;左高+右低=精度。 左低代表为左边函数展开最低项为 x 的多少次方(不考虑系数),右高代表为右边函数展开最高项为
x
x
x 的多少次方(不考虑系数),以此类推。根据公式,我们可以先展开左边函数和右边函数的第一项,得左低和右低,再根据公式,得到左边函数和右边函数应展开到x的多少次方(左高和右高),具体操作如下: 以图2右侧的易错点为例:展开
l
n
(
1
+
x
)
l
n
(
1
−
x
)
ln(1+x)ln(1-x)
ln(1+x)ln(1−x) ,由于左边函数
l
n
(
1
+
x
)
ln(1+x)
ln(1+x) 和右边函数
l
n
(
1
−
x
)
ln(1-x)
ln(1−x) 展开的第一项都为
x
x
x (不考虑系数),所以左低和右低为1,根据公式,左高和右高都为3。因此
l
n
(
1
+
x
)
ln(1+x)
ln(1+x) 和
l
n
(
1
−
x
)
ln(1-x)
ln(1−x) 都要展开到含
x
3
x^{3}
x3 ,即有正确解法。 3.若A含有"复合函数展开"型: 有公式:内低×外高=精度;内高×外低=精度。 内低表示内层函数展开最低为
x
x
x 的多少次方(不考虑系数),外高代表为外层函数展开最高项为
x
x
x 的多少次方(不考虑系数),以此类推。根据公式,我们可以先展开内层函数和外层函数的第一项,得内低和外低,再根据公式,得到内层函数和外层函数应展开到x的多少次方(内高和外高),具体操作如下: 例:将
l
n
(
1
+
s
i
n
x
)
ln(1+sinx)
ln(1+sinx) 展开到精度为4。外层函数
l
n
(
1
+
x
)
ln(1+x)
ln(1+x) 最低为
x
x
x的一次方,根据公式,内高为4,即
s
i
n
x
sinx
sinx 展开到
x
x
x 的四次方。故有:
x
→
0
,
s
i
n
x
∼
x
−
x
3
3
!
+
0
⋅
x
4
4
!
x\rightarrow 0,sinx\sim x-\frac{x^{3}}{3!}+0\cdot\frac{x^{4}}{4!}
x→0,sinx∼x−3!x3+0⋅4!x4 ,同时反过来,内层函数最低也为x的一次方,根据公式,外层函数也需要展开到
x
x
x 的四次方。有:
x
→
0
,
l
n
(
1
+
x
)
∼
x
−
x
2
2
+
x
3
3
−
x
4
4
x\rightarrow 0,ln(1+x)\sim x-\frac{x^{2}}{2}+\frac{x^{3}}{3}-\frac{x^{4}}{4}
x→0,ln(1+x)∼x−2x2+3x3−4x4 ,此时带入复合,并将高于4次方的去除即有:
x
→
0
,
l
n
(
1
+
s
i
n
x
)
∼
x
−
x
2
2
+
x
3
6
−
x
4
4
x\rightarrow 0,ln(1+sinx)\sim x-\frac{x^{2}}{2}+\frac{x^{3}}{6}-\frac{x^{4}}{4}
x→0,ln(1+sinx)∼x−2x2+6x3−4x4 。 这或许还不足以发挥公式的威力,试着用公式解决下面这道难题。 关注TB店铺:KY煜神思维导图,了解考研数学提分利器思维导图 |
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