用matlab求函数 f (x) =ln(1+x) 和 g(x)=ln(1+x)/(1-x) 在 x=0 处的泰勒展开式
时间: 2023-09-18 10:16:03 浏览: 143
好的,我知道了。首先,我们需要计算出函数 $f(x)$ 和 $g(x)$ 在 $x=0$ 处的各阶导数。计算结果如下:
$$
f(x) = \ln(1+x) \quad \Rightarrow \quad f(0) = 0, f'(x) = \frac{1}{1+x}, f''(x) = -\frac{1}{(1+x)^2}, f'''(x) = \frac{2}{(1+x)^3}, \ldots
$$
$$
g(x) = \frac{\ln(1+x)}{1-x} \quad \Rightarrow \quad g(0) = 0, g'(x) = \frac{1}{(1+x)^2}, g''(x) = -\frac{2}{(1+x)^3}, g'''(x) = \frac{6}{(1+x)^4}, \ldots
$$
然后,我们可以根据泰勒公式推导出 $f(x)$ 和 $g(x)$ 在 $x=0$ 处的泰勒展开式。具体来说,函数 $f(x)$ 的 $n$ 阶泰勒展开式为:
$$
f(x) \approx \sum_{k=0}^{n} \frac{f^{(k)}(0)}{k!} x^k = \sum_{k=0}^{n} \frac{(-1)^k}{k+1} x^{k+1}
$$
类似地,函数 $g(x)$ 的 $n$ 阶泰勒展开式为:
$$
g(x) \approx \sum_{k=0}^{n} \frac{g^{(k)}(0)}{k!} x^k = \sum_{k=0}^{n} \frac{(-1)^k k!}{(k+2)!} x^{k+2} = \sum_{k=0}^{n} \frac{(-1)^k}{(k+2)(k+1)} x^{k+2}
$$
因此,函数 $f(x)$ 和 $g(x)$ 在 $x=0$ 处的泰勒展开式分别为:
$$
f(x) \approx x - \frac{x^2}{2} + \frac{x^3}{3} - \frac{x^4}{4} + \frac{x^5}{5} - \frac{x^6}{6} + \cdots
$$
$$
g(x) \approx x^2 + x^3 + x^4 + x^5 + x^6 + \cdots
$$
其中,$f(x)$ 的展开式是一个收敛于 $(-1, 1]$ 区间内的幂级数,而 $g(x)$ 的展开式是一个收敛于 $[-1, 1)$ 区间内的幂级数。
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