学术-Into the Cosmos,  数学

【高数学习回顾】10.常用的麦克劳林公式:怎么记这些鬼东西?

回顾一下麦克劳林公式:

麦克劳林公式在拟合函数方面很常用。这里展示一些常用的麦克劳林公式(也就是很可能会考你的!):

这些东西长得好吓人,打死我也不愿意去硬背它们。那有没有什么方法能迅速地记住它们呢?

从这里开始吧:

e的x次方有一个非常重要的特点:求导等于自身。也就是说,x是几次幂,它前面的阶乘就应该是几。

无论求几次导,最终得到的结果都是一样的。有了它,我们顺便可以推广一下结论:

有了指数函数,现在我们来想想对数函数。

但是经过简单的推导后,我们发现对数函数很难直接用麦克劳林公式展开。那不妨先退后一步。我们可以找到这么一个非常优美的麦克劳林展开式:

它的特点是:

不难看出规律:

所以每一项的系数都是1。

有了这个以后,把x取相反数,自然而然可以得到:

把它积分,就得到了对数函数的麦克劳林展开式:

它的特点是,x是几次幂,分母就是几。(因为原本系数全为1,只是积分了一次)

如果处于一些偶然情况,式子中的(1+x)可能会很烦人。我们只需要把x换为(x-1)就能得到:

以及:

现在到了三角函数时间。

首先是最最常用的sinx,既然我们都知道了它是奇函数,只有奇数项,所以它的麦克劳林展开式是非常好记的:

以及它只有偶数项的难兄难弟:

它的特点也是,x是几次幂,分母就是几。

这二者还有一个关系:

所以记住了一个也就记住了另外一个。我们顺便把tanx表示了吧:

只展开到第二项是因为后面的规律比较复杂且很难看,有另外的方法去推导它。这里就不深究了。

现在我们开始考虑反三角函数。直接表示仍然不好表示,所以这个要借用之前的一个结果:

把x替换为x的平方:

所以:

最后还剩一个孤独的式子需要记住:

虽然长得很丑,但它其实很像是二项式定理的一个推广:

记住了二项式定理就能记住它了。

留言