复杂函数的泰勒展开

复合根式

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设 Qm(x)=anxn+an−1xn−1+⋯+am−1xm−1+amxm。其中 n>m.
形如 Qm(x)k 的泰勒展开,可以分为以下步骤:

  1. 变形:
    • 若 x→∞ 先将其变形为 anxnk⋅1+an−1xn−1+⋯+am+1xm+1+amxmanxnk;
    • 若 x→0,则做变形 amxmk⋅anxn+an−1xn−1+⋯+am+1xm+1amxm+1k;
  2. 然后根据以下泰勒展开式展开:
    原理:对于任意的 A=fm(x)→0,都有 1+Ak=(1+k)1k=1+1kA+(1k(1k−1))2A2+…。

例如,对于 x2+x43。

x→0+,x2+x43=x23⋅1+x23=x23⋅(1+13x2+((13(13−1))2)(x2)3)+⋯+

对数复合

对于 ln⁡Qm(x),若 Qm(x)→a∩a≠1,那么就可以做分为如下步骤泰勒展开:

  1. x→+∞,ln⁡(anxn+⋯+amxm)=ln⁡(anxn)+ln⁡(1+an−1xn−1+⋯+amxmanxn);
  2. x→0+,ln⁡(anxn+⋯+amxm)=ln⁡(amxm)+ln⁡(anxn+⋯+am+1xm+1amxm+1);
  3. 然后根据< obsidian-uri > 展开即可。

幂指函数

如果函数 f→a(a>0),则 f 可以写成指数函数的泰勒展开,即通过 ex 的泰勒展开式。

f=eln⁡f=eln⁡a+(ln⁡f−ln⁡a)=eln⁡aeln⁡f−ln⁡a=aeln⁡f−ln⁡a

这种方法特别适用于解决形如 xx,(sin⁡x)x,(1+x)1x 的极限问题。