arctanx的麦克劳林公式
arctanx是反正切函数,可以表示为y=arctanx。根据反正切函数的定义,我们知道x=tan y。因此,我们可以将y表示为x的函数,即y=f(x),然后对f(x)进行麦克劳林展开,即可得到arctanx的麦克劳林公式。
首先,我们需要求出f(x)的导数。根据反正切函数的导数公式,有:
f'(x) = 1 / (1 + x^2)
然后,我们需要求出f(x)在x=0处的各阶导数。有:
f(0) = 0
f'(0) = 1
f''(0) = 0
f'''(0) = -2!
f''''(0) = 0
f'''''(0) = 16!
......
可以发现,f(x)的奇数阶导数在x=0处为0,偶数阶导数在x=0处为(-1)^(k/2) * (2^(k-1)-1)(k为偶数)。因此,f(x)的麦克劳林展开式为:
f(x) = x - x^3/3 + x^5/5 - x^7/7 + ...
将f(x)代入y=arctanx中,得到:
arctanx = x - x^3/3 + x^5/5 - x^7/7 + ...
这就是arctanx的麦克劳林公式。
需要注意的是,由于反正切函数的定义域为(-∞, ∞),因此这个公式只在x的取值范围内成立。当x超出这个范围时,需要使用反正切函数的周期性进行调整。
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