arctanx泰勒展开

结论:泰勒展开是数学中一种常用的近似计算方法,对于反正切函数arctan(x),我们可以利用其导数的特性来推导其泰勒展开式。下面是arctan(x)的展开过程:

首先,我们注意到1/(1-x)的泰勒展开式是1+x+x^2+x^3+...,这表明当x趋向于0时,其无限级数形式可以精确表示。

接下来,我们观察到1/(1+x^2)的展开式,它是1-x^2+x^4-x^6+...,这是通过将1/(1-x)中的-x^2替换得到的。这个变换揭示了arctan(x)与正弦和余弦函数之间的关系。

关键点在于arctan(x)的导数恰好是1/(1+x^2),这意味着如果我们对1/(1+x^2)进行积分,就得到了arctan(x)的泰勒展开。积分后的结果是arctan(x)=x-(x^3)/3+(x^5)/5-(x^7)/7+...,这是一个关于x的无穷级数,当x接近0时,这个级数提供了arctan(x)的精确近似。

总之,arctan(x)的泰勒展开式是其导数1/(1+x^2)的原函数,这为我们提供了在特定条件下计算arctan值的数学工具。这个展开式在数学分析和工程计算中有着广泛的应用,尤其是在需要处理小角度或需要高精度近似时。

没“为什么”,具体的展开就能看出来了。sinx的展开方法一般课本上都会作为例题给出,此处只讨论arctanx的展开方法,它一般是通过已知的展开式

1/(1+t) = ∑(n=0到∞)(-t)^n,-1<t<=1,

可得

1/(1+t^2) = ∑(n=0到∞)(-t^2)^n,

= ∑(n=0到∞)[(-1)^n]*t^(2n),-1<=t<=1,

再利用两边同积分(0到x的积分)而得到,你看看通项一样不一样?

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    芷天 2025年08月16日

    我是千泰号的签约作者“芷天”

  • 芷天
    芷天 2025年08月16日

    本文概览:结论:泰勒展开是数学中一种常用的近似计算方法,对于反正切函数arctan(x),我们可以利用其导数的特性来推导其泰勒展开式。下面是arctan(x)的展开过程:首先,我们注意到...

  • 芷天
    用户081605 2025年08月16日

    文章不错《arctanx泰勒展开》内容很有帮助