arcsinx的泰勒展开式,高中数学泰勒展开式如何应用?

超模君先说一下泰勒公式怎么来的arcsinx的泰勒,再简单讲讲它的现实应用。

arcsinx的泰勒展开式,高中数学泰勒展开式如何应用?

泰勒公式根据牛顿逼近法就可以得到从1阶一直可以推导到N阶:

arcsinx的泰勒展开式,高中数学泰勒展开式如何应用?

假设f1(x)=f(x)-f(a)

由牛顿逼近法有f1(x)=f'(a)(x-a)+o(x-a)^2

所以f(x)=f(a)+f’(a)(x-a)+o(x-a)^2

同理,假设 f2(x)=f(x)-f(a)-f'(x)(x-a)

两边求导,f2′(x)=f,(x)-f,(x)-f”(x)(x-a)=-f”(a)(x-a)

再求不定积分f2(x)=-(1/2)f”(a)(x-a)^2+C,C就是那个高阶无穷小(需要证明)所以f(x)=f(a)+f'(a)(x-a)+f”(a)(x-a)A2+o(x-a)^3依次类推,最后就有了泰勒公式。

另一种证明过程,先写出来g(x)=a0+a1(x-a)+a2(x-a)^2+…+an(x-a)^n,然后从等式序列,g(a)=f(a),g'(a)=f'(a),…g…”(a)=f…”(a)……就得到所有的a0-an的泰勒展示系数了。

泰勒级数展开函数,能做什么?对于特定的x取值,可以求它附近的函数。y=xA100展开以后可以求x=1附近的0.9999的100次方等于多少。计算过程和结果不但更直观,而且可以通过舍弃一些高阶项的方法来避免不必要的精度计算,简化了计算,节省了计算时间(如果是计算机计算复杂数字的话)。

在图像处理的计算机软件中,经常要用到开方和幂次计算,而QuakeIII的源代码中就对于此类的计算做了优化,采用泰勒技术展开和保留基本项的办法,比纯粹的此类运算快了4倍以上。

对于曲线交点的问题,用方程求解的办法有时候找不到答案,方程太复杂解不出来,那么用泰勒级数的办法求这个交点,那么交点的精度要提高,相当于泰勒级数的保留项要增加,而这个过程对应于牛顿–莱布尼茨的迭代过程,曲线交点的解在精度要求确定的情况下,有了被求出的可能。

泰勒技术用来求解高方程问题,是一种通用的方法,而不是像中学时代那样一种问题一种解决办法,高等数学之所以成为”高等”,就是它足够抽象,抽象到外延无穷大。

直接把2ARCSINX 用泰式展开,然后把展开式中的所有X换成1即得。

如果计算麻烦,可以间接展开,如下:

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2arcsin(x)=2.定积分(上限X,下限0)(d-arcsinx/dx)dx

=2.定积(1/根号下1-x平方)dx

把括号里面的式子用泰勒公式展开成无穷级数

(因为手边没带资料,也没有笔,没法帮你算了,你自己用公式展吧)

展开后再对每一项幂函数积分。

最后把无穷项和中的X换成1,即得PI的展开式。。

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楼主也可以选用一个更好的函数,只要使涵数的自变量取某个值时,函数值为PI即可。

然后对函数进些上述处理。即得。。。

e的话更简单。。。选用e^x这个指数函数,用泰式展开,(有现成的展开式)再把X都换成1

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我想到的方法就这样子的。。

记f(x)=(1-x)^(-1/2)

f'(x)=1/2*(1-x)^(-3/2), f'(0)=1/2

f”(x)=1/2*3/2*(1-x)^(-5/2), f”(0)=1*3/2^2

f”‘(x)=1/2*3/2*5/2*(1-x)^(-7/2), f”‘(0)=1*3*5/2^3

….

f^n(0)=(2n-1)!!/2^n, (2n-1)!!=1*3*5*…*(2n-1)为奇数的乘积

f(x)=f(0)+f'(0)x+f”(0)x^2/2!+…+f^n(0)x^n/n!+…

=1+x/2+1*3x^2/(2!*2^2)+….+(2n-1)!!*x^n/(n!*2^n)+…

则有:

求导:(arcsinx)’ =(1-x^2)^(-1/2)=1+x^2/2+1*3x^4/(2!*2^2)+….+(2n-1)!!*x^2n/(n!*2^n)+…

积分:arcsinx=x+1/6*x^3+3/40*x^5+….+(2n-1)!!x^(2n+1)/[n!*2^n* (2n+1)]+…

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