上一篇我们介绍了泰勒公式以及它的证明过程,今天我们来看看一些常用函数的泰勒公式。首先回顾一下:
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对于零点处的泰勒公式,我们又称为麦克劳林公式:
通常情况下,我们只研究函数的麦克劳林公式,因为其他任何的取值都可以转化为在零点的情况:
下面来看几个基本初等函数的泰勒公式。
- 指数函数
- 三角函数
- 幂函数
利用上面的公式我们可以求一些复合函数的泰勒公式。举几个例子。
- 例1
- 例2
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对于泰勒公式,我们有定理:
证明非常简单,直接对f(x)的泰勒公式求导即可。这里不再给出。我们来看剩余基本初等函数的泰勒公式。
- 对数函数
- 反三角函数
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泰勒公式应用的范围很广,我们举例来说明!
1.近似计算
我们注意到余项,其实是一个很高阶的无穷小量,它代表用泰勒多项式近似原函数时的误差,这个误差在一定程度代表了近似的精度。利用泰勒公式我们可以计算某些近似值,比如自然底数e:
可见,这样估计的误差是很小的,当n取值越大,这个误差就越小。当n趋于无穷时,问题就转化为求数列极限。
泰勒公式计算近似值时并非是所有误差都很小的:
结果到小数点第二位就不精确了。因此,这样的近似结果误差率很大,我们需要另辟蹊径:
2.求极限
泰勒公式在求极限问题上有时候是非常好用的。
3.证明不等式
泰勒公式第三个作用是可以用来证明一些不等式。
4.求曲线渐进性
我们知道,曲线渐近线的充要条件是:
下面看一个例子。