设f(x)=arctan[(1+x)⼀(1-x)],试求f(x)的n阶导数在x=0点的值

能再详细点么?
2024-12-19 02:44:38
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回答1:

f'(x)=1/(1+x^2) (和y=arctanx相同)
y=arctanx的n阶导:
y'=1/(1+x^2)=1-x^2+x^4……(-1)^n * x^2n
y=x-(x^3)/3 + (x^5)/5……(-1)^n * x^(2n+1) / (2n+1)
再由泰勒公式
y=∑ f(0)n阶导 * x^n / n!
对比x^n的系数,当n=2k时,f(0)n阶导=0
当n=2k+1,f(0)n阶导= (-1)^k * (2K)!

求高阶导数是泰勒公式,或者幂级数的一个主要应用。

主要是利用表达式的唯一性。

一方面,由定义,f(x)=arctanx 的麦克老林公式中,x^n的系数是:f(n)(0) / n!,f(n)(0)表示在x=0处的n阶导数。

另一方面,f ' (x)=1/(1+x^2)=∑(-1)^n×x^(2n),所以,f(x)=∑(-1)^n×x^(2n+1)/ (2n+1)

比较两个表达式中x^n的系数,得:

当n为偶数时,f(x)在x=0处的n阶导数是0;

当n为奇数时,设n=2m+1,f(x)在x=0处的n阶导数是:(-1)^m× (2m)!