函数极值不存在的充分条件(B005)

问题

设函数 $f(x)$ 在点 $x_{0}$ 的某去心邻域 $\mathring{U(x_{0})}$ 内可导,且 $f'(x_{0})$ $=$ $0$, 则以下哪个选项是函数极值【不存在】的一个【充分条件】?

选项

[A].   $f'(x)$ 在点 $x_{0}$ 的左右两边变号

[B].   $f'(x)$ 不存在

[C].   $f'(x)$ 在点 $x_{0}$ 的左右两边不变号

[D].   $f'(x_{0})$ $\neq$ $0$


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若当 $x$ $\in$ $\mathring{U(x_{0})}$ 时,$f'(x)$ 不变号,则表明函数 $f(x)$ 在点 $x_{0}$ 处一定不取得极值.


輔助圖像

函数极值不存在的充分条件 | 荒原之梦
图 01. 图中红色直线表示函数 $f(x)$ $=$ $1$ 的图像,可以看到,该函数并没有极值.

函数极值存在的第二充分条件(B005)

问题

设函数 $f(x)$ 在点 $x_{0}$ 的某去心邻域 $\mathring{U(x_{0})}$ 内可导,$f'(x_{0})$ $=$ $0$, 且 $f^{\prime \prime}(x_{0})$ 存在,则以下哪个选项是函数极值存在的一个【充分条件】?

选项

[A].   $f^{\prime \prime}(x_{0})$ $=$ $0$

[B].   $f^{\prime \prime}(x_{0})$ $=$ $1$

[C].   $f^{\prime \prime}(x_{0})$ 不存在

[D].   $f^{\prime \prime}(x_{0})$ $>$ $0$ 或 $f^{\prime \prime}(x_{0})$ $<$ $0$


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当 $f^{\prime \prime}(x_{0})$ $<$ $0$ 的时候,函数 $f(x)$ 在点 $x_{0}$ 处取得极大值.
当 $f^{\prime \prime}(x_{0})$ $>$ $0$ 的时候,函数 $f(x)$ 在点 $x_{0}$ 处取得极小值.

注意:若 $f^{\prime \prime}(x_{0})$ $=$ $0$, 则极值不存在,因此,只有当 $f^{\prime \prime}(x_{0})$ $\neq$ $0$, 极值才【有可能】存在.

函数极值存在的第一充分条件(B005)

问题

设函数 $f(x)$ 在点 $x_{0}$ 的某去心邻域 $\mathring{U(x_{0})}$ 内可导,且 $f'(x_{0})$ $=$ $0$, 则以下哪个选项是函数极值存在的一个【充分条件】?

选项

[A].   $f'(x)$ 的值在点 $x_{0}$ 的左右两侧发生变化

[B].   $f'(x)$ 的值在点 $x_{0}$ 的左右两侧都不存在

[C].   $f'(x)$ 的值在点 $x_{0}$ 的左右两侧始终等于零

[D].   $f'(x)$ 的值在点 $x_{0}$ 的左右两侧不发生变化


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函数极值存在的第一充分条件

简明版:
当 $f'(x)$ 的值在点 $x_{0}$ 的左右两侧发生变化的时候,就表明函数 $f(x)$ 在点 $x_{0}$ 处取得极值.

标准版:
若 $x$ $\in$ $(x_{0} – \sigma, x_{0})$ 时,$f'(x)$ $>$ $0$ $(<0)$, 且 $x$ $\in$ $(x_{0}, x_{0} + \sigma)$ 时,$f'(x)$ $<$ $0$ $(>0)$, 则函数 $f(x)$ 在点 $x_{0}$ 处取得极大(小)值. 其中,$\sigma$ $>$ $0$.

函数极值存在的必要条件是什么?(B005)

问题

下面哪个选项是函数极值存在的【必要条件】?

选项

[A].   $f'(x_{0})$ $\leqslant$ $0$

[B].   $f'(x_{0})$ $\geqslant$ $0$

[C].   $f'(x_{0})$ $\neq$ $0$

[D].   $f'(x_{0})$ $=$ $0$


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$f'(x_{0})$ $=$ $0$ $\color{Red}{\Rightarrow}$ $f(x_{0})$ 是一个极值.
$f(x_{0})$ 是一个极值 $\color{Green}{\nRightarrow}$ $f'(x_{0})$ $=$ $0$.

说明:由必要条件可以推出结论,但由结论不一定能推出必要条件.

于是可知,$f'(x_{0})$ $=$ $0$ 是函数 $f(x)$ 在点 $x_{0}$ 处取得极值的一个必要条件.

关于必要条件,可以查看荒原之梦网的这篇文章:《什么是必要条件?

根据定义判断函数极值(B005)

问题

已知,函数 $f(x)$ 在点 $x_{0}$ 的某个领域 $U(x_{0})$ 内有定义,$x$ 表示点 $x_{0}$ 的去心邻域 $\mathring{U_{x_{0}}}$ 内的任意一点.
那么,根据【函数极值的定义】,下面哪些选项是正确的?

选项

[A].   $f(x)$ $>$ $f(x_{0})$ $\color{Red}{\Rightarrow}$ $f(x_{0})$ 是一个极大值

[B].   $f(x)$ $\leqslant$ $f(x_{0})$ $\color{Red}{\Rightarrow}$ $f(x_{0})$ 是一个极大值

[C].   $f(x)$ $>$ $f(x_{0})$ $\color{Red}{\Rightarrow}$ $f(x_{0})$ 是一个极小值

[D].   $f(x)$ $\geqslant$ $f(x_{0})$ $\color{Red}{\Rightarrow}$ $f(x_{0})$ 是一个极小值

[E].   $f(x)$ $<$ $f(x_{0})$ $\color{Red}{\Rightarrow}$ $f(x_{0})$ 是一个极大值.

[F].   $f(x)$ $<$ $f(x_{0})$ $\color{Red}{\Rightarrow}$ $f(x_{0})$ 是一个极小值


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$f(x)$ $<$ $f(x_{0})$ $\color{Red}{\Rightarrow}$ $f(x_{0})$ 是一个极大值.
$f(x)$ $>$ $f(x_{0})$ $\color{Red}{\Rightarrow}$ $f(x_{0})$ 是一个极小值.

函数的极值就是最大值吗?(B005)

问题

以下关于【函数极值】的说法中,正确的是哪个?

选项

[A].   函数的极值就是最大值

[B].   函数的极值就是极大值

[C].   函数的极值包括极大值和极小值

[D].   函数的极值就是极小值


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函数的极值包括“极大值”和“极小值”.

关于函数极值的更多内容,可以参考荒原之梦网的这篇文章:《什么是极值点和最值点?

$\cot x$ 的麦克劳林公式(B004)

问题

$\cot x$ 在 $x_{0}$ $=$ $0$ 处的【麦克劳林公式】是什么?

说明:

  1. 下面所有选项中 $x$ 的取值范围都是:$(0, \pi)$
  2. 式子中的 $B_{2n}$ 表示“伯努利数”,关于伯努利数的详情可以参考荒原之梦网的这篇文章:《常见的伯努利数汇总》.

    选项

    [A].   $\frac{1}{x}$ $-$ $\frac{1}{3}$ $\cdot$ $x$ $-$ $\frac{1}{45}$ $\cdot$ $x^{3}$ $+$ $\cdots$ $+$ $\frac{(-1)^{n} 2^{2n+1} B_{n}}{(2n+1)!}$ $\cdot$ $x^{2n-1}$

    [B].   $\frac{1}{x}$ $+$ $\frac{1}{3}$ $\cdot$ $x$ $+$ $\frac{1}{45}$ $\cdot$ $x^{3}$ $-$ $\cdots$ $+$ $\frac{(-1)^{n} 2^{2n} B_{2n}}{(2n)!}$ $\cdot$ $x^{2n-1}$

    [C].   $\frac{1}{x}$ $-$ $\frac{1}{3}$ $\cdot$ $x$ $-$ $\frac{1}{45}$ $\cdot$ $x^{3}$ $-$ $\cdots$ $+$ $\frac{(-1)^{n} 2^{2n} B_{2n}}{(2n)!}$ $\cdot$ $x^{2n-1}$

    [D].   $\frac{1}{x}$ $+$ $\frac{1}{3}$ $\cdot$ $x$ $+$ $\frac{1}{45}$ $\cdot$ $x^{3}$ $+$ $\cdots$ $+$ $\frac{(-1)^{n} 2^{2n-1} B_{2n}}{(2n-1)!}$ $\cdot$ $x^{2n-1}$


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    $\cot x$ 的麦克劳林公式

    完整版:

    $\cot x$ $=$ $\frac{1}{x}$ $-$ $\frac{1}{3}$ $\cdot$ $x$ $-$ $\frac{1}{45}$ $\cdot$ $x^{3}$ $-$ $\cdots$ $+$ $\frac{(-1)^{n} 2^{2n} B_{2n}}{(2n)!}$ $\cdot$ $x^{2n-1}$ $.$

    求和版:

    $\cot x$ $=$ $\sum_{n=0}^{\infty}$ $\frac{(-1)^{n} 2^{2n} B_{2n}}{(2n)!}$ $\cdot$ $x^{2n-1}$ $.$

    简略版:

    $\cot x$ $=$ $\frac{1}{x}$ $-$ $\frac{1}{3}$ $\cdot$ $x$ $-$ $\frac{1}{45}$ $\cdot$ $x^{3}$ $.$

辅助图像:
cot x 的麦克劳林公式 | 荒原之梦
图 01. 红色曲线表示 $\cot x$ 的图像,蓝色曲线表示 $\cot x$ 对应的麦克劳林公式前两项的图像,可以看到,二者在 $x$ $=$ $0$ 附近几乎完全重合.

常用的麦克劳林公式:

$\csc x$ 的麦克劳林公式(B004)

问题

$\csc x$ 在 $x_{0}$ $=$ $0$ 处的【麦克劳林公式】是什么?

说明:

  1. 下面所有选项中 $x$ 的取值范围都是:$(0, \pi)$
  2. 式子中的 $B_{2n}$ 表示“伯努利数”,关于伯努利数的详情可以参考荒原之梦网的这篇文章:《常见的伯努利数汇总》.

    选项

    [A].   $\frac{1}{x}$ $+$ $\frac{1}{6}$ $\cdot$ $x$ $+$ $\frac{7}{360}$ $\cdot$ $x^{3}$ $+$ $\cdots$ $+$ $\frac{(-1)^{n+1}2(2^{2n}-1)B_{2n}}{(2n)!}$ $\cdot$ $x^{2n}$

    [B].   $\frac{1}{x}$ $+$ $\frac{1}{6}$ $\cdot$ $x$ $+$ $\frac{7}{360}$ $\cdot$ $x^{3}$ $+$ $\cdots$ $+$ $\frac{(-1)^{n+1}2(2^{2n-1}+1)B_{2n}}{(2n)!}$ $\cdot$ $x^{2n+1}$

    [C].   $\frac{1}{x}$ $+$ $\frac{1}{3}$ $\cdot$ $x$ $+$ $\frac{7}{306}$ $\cdot$ $x^{3}$ $+$ $\cdots$ $+$ $\frac{(-1)^{n+1}2(2^{2n-1}-1)B_{2n}}{(2n)!}$ $\cdot$ $x^{2n-1}$

    [D].   $\frac{1}{x}$ $+$ $\frac{1}{6}$ $\cdot$ $x$ $+$ $\frac{7}{360}$ $\cdot$ $x^{3}$ $+$ $\cdots$ $+$ $\frac{(-1)^{n+1}2(2^{2n-1}-1)B_{2n}}{(2n)!}$ $\cdot$ $x^{2n-1}$


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    $\csc x$ 的麦克劳林公式

    完整版:

    $\csc x$ $=$ $\frac{1}{x}$ $+$ $\frac{1}{6}$ $\cdot$ $x$ $+$ $\frac{7}{360}$ $\cdot$ $x^{3}$ $+$ $\cdots$ $+$ $\frac{(-1)^{n+1}2(2^{2n-1}-1)B_{2n}}{(2n)!}$ $\cdot$ $x^{2n-1}$ $.$

    求和版:

    $\csc x$ $=$ $\sum_{n=0}^{\infty}$ $\frac{(-1)^{n+1}2(2^{2n-1}-1)B_{2n}}{(2n)!}$ $\cdot$ $x^{2n-1}$ $.$

    简略版:

    $\csc x$ $=$ $\frac{1}{x}$ $+$ $\frac{1}{6}$ $\cdot$ $x$ $+$ $\frac{7}{360}$ $\cdot$ $x^{3}$ $.$

辅助图像:
csc x 的麦克劳林公式 | 荒原之梦
图 01. 红色曲线表示 $\csc x$ 的图像,蓝色曲线表示 $\csc x$ 对应的麦克劳林公式前两项的图像,可以看到,二者在 $x$ $=$ $0$ 附近几乎完全重合.

常用的麦克劳林公式:

$\sec x$ 的麦克劳林公式(B004)

问题

$\sec x$ 在 $x_{0}$ $=$ $0$ 处的【麦克劳林公式】是什么?

说明:

  1. 下面所有选项中 $x$ 的取值范围都是:$(\frac{- \pi}{2}, \frac{\pi}{2})$
  2. 式子中的 $E_{2n}$ 表示“欧拉数”,关于欧拉数的详情可以查看荒原之梦网的这篇文章:《常见的欧拉数取值

    选项

    [A].   $x$ $+$ $\frac{1}{2}$ $\cdot$ $x^{2}$ $+$ $\frac{5}{24}$ $\cdot$ $x^{4}$ $+$ $\frac{61}{720}$ $\cdot$ $x^{6}$ $+$ $\cdots$ $+$ $\frac{(-1)^{n}E_{2n}}{(2n)!}$ $\cdot$ $x^{2n}$

    [B].   $1$ $+$ $\frac{1}{2}$ $\cdot$ $x^{2}$ $+$ $\frac{5}{24}$ $\cdot$ $x^{4}$ $+$ $\frac{61}{720}$ $\cdot$ $x^{6}$ $+$ $\cdots$ $+$ $\frac{(-1)^{n}E_{2n}}{(2n)!}$ $\cdot$ $x^{2n}$

    [C].   $1$ $+$ $\frac{1}{2}$ $\cdot$ $x^{2}$ $+$ $\frac{5}{24}$ $\cdot$ $x^{4}$ $+$ $\frac{61}{720}$ $\cdot$ $x^{6}$ $+$ $\cdots$ $+$ $\frac{(-1)^{n+1}}{(2n)!}$ $\cdot$ $x^{2n}$

    [D].   $1$ $+$ $\frac{1}{2}$ $\cdot$ $x^{2}$ $+$ $\frac{5}{24}$ $\cdot$ $x^{4}$ $+$ $\frac{61}{720}$ $\cdot$ $x^{6}$ $+$ $\cdots$ $+$ $\frac{(-1)^{n}E_{2n}}{(2n-1)!}$ $\cdot$ $x^{2n-1}$


    上一题 - 荒原之梦   答 案   下一题 - 荒原之梦

    $\sec x$ 的麦克劳林公式

    完整版:

    $\sec x$ $=$ $1$ $+$ $\frac{1}{2}$ $\cdot$ $x^{2}$ $+$ $\frac{5}{24}$ $\cdot$ $x^{4}$ $+$ $\frac{61}{720}$ $\cdot$ $x^{6}$ $+$ $\cdots$ $+$ $\frac{(-1)^{n}E_{2n}}{(2n)!}$ $\cdot$ $x^{2n}$ $.$

    求和版:

    $\sec x$ $=$ $\sum_{n=0}^{\infty}$ $\frac{(-1)^{n}E_{2n}}{(2n)!}$ $\cdot$ $x^{2n}$ $.$

    简略版:

    $\sec x$ $=$ $1$ $+$ $\frac{1}{2}$ $\cdot$ $x^{2}$ $+$ $\frac{5}{24}$ $\cdot$ $x^{4}$ $.$

辅助图像:
sec x 的麦克劳林公式 | 荒原之梦
图 01. 红色曲线表示 $\sec x$ 的图像,蓝色曲线表示 $\sec x$ 对应的麦克劳林公式前三项的图像,可以看到,二者在 $x$ $=$ $0$ 附近几乎完全重合.

常用的麦克劳林公式:

$\arcsin x$ 的麦克劳林公式(B004)

问题

$\arcsin x$ 在 $x_{0}$ $=$ $0$ 处的【麦克劳林公式】是什么?

说明:下面所有选项中 $x$ 的取值范围都是:$(-1, 1)$

选项

[A].   $x$ $+$ $\frac{1}{6}$ $\cdot$ $x^{3}$ $+$ $\frac{3}{40}$ $\cdot$ $x^{6}$ $+$ $\cdots$ $+$ $\frac{(2n)!}{4^{n}(n!)^{2}(2n-1)}$ $\cdot$ $x^{2n-1}$

[B].   $x$ $+$ $\frac{1}{3}$ $\cdot$ $x^{3}$ $+$ $\frac{3}{10}$ $\cdot$ $x^{5}$ $+$ $\cdots$ $+$ $\frac{(2n)!}{4^{n}(n!)^{2}(2n+1)}$ $\cdot$ $x^{2n+1}$

[C].   $1$ $+$ $x$ $+$ $\frac{1}{6}$ $\cdot$ $x^{3}$ $+$ $\frac{3}{40}$ $\cdot$ $x^{5}$ $+$ $\cdots$ $+$ $\frac{(2n)!}{4^{n}(n!)^{2}(2n)}$ $\cdot$ $x^{2n}$

[D].   $x$ $+$ $\frac{1}{6}$ $\cdot$ $x^{3}$ $+$ $\frac{3}{40}$ $\cdot$ $x^{5}$ $+$ $\cdots$ $+$ $\frac{(2n)!}{4^{n}(n!)^{2}(2n+1)}$ $\cdot$ $x^{2n+1}$


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$\arcsin x$ 的麦克劳林公式

完整版:

$\arcsin x$ $=$ $x$ $+$ $\frac{1}{6}$ $\cdot$ $x^{3}$ $+$ $\frac{3}{40}$ $\cdot$ $x^{5}$ $+$ $\cdots$ $+$ $\frac{(2n)!}{4^{n}(n!)^{2}(2n+1)}$ $\cdot$ $x^{2n+1}$ $.$

求和版:

$\arcsin x$ $=$ $\sum_{n=0}^{\infty}$ $\frac{(2n)!}{4^{n}(n!)^{2}(2n+1)}$ $.$

简略版:

$\arcsin x$ $=$ $x$ $+$ $\frac{1}{6}$ $\cdot$ $x^{3}$ $+$ $\frac{3}{40}$ $\cdot$ $x^{5}$ $.$

与等价无穷小的关系:当 $x$ $\rightarrow$ $0$ 时,

$\arcsin x$ $\sim$ $x$ $.$

$\arcsin x$ $\sim$ $x$ $+$ $\frac{1}{6}$ $\color{Red}{\Rightarrow}$ $\arcsin x$ $-$ $x$ $\sim$ $\frac{1}{6}$ $\cdot$ $x^{3}$ $.$

辅助图像:
arcsin x 的麦克劳林公式 | 荒原之梦
图 01. 红色曲线表示 $\arcsin x$ 的图像,蓝色曲线表示 $\arcsin x$ 对应的麦克劳林公式前两项的图像,可以看到,二者在 $x$ $=$ $0$ 附近几乎完全重合.

常用的麦克劳林公式:

$\arctan x$ 的麦克劳林公式(B004)

问题

$\arctan x$ 在 $x_{0}$ $=$ $0$ 处的【麦克劳林公式】是什么?

说明:下面所有选项中 $x$ 的取值范围都是:$[-1, 1]$

选项

[A].   $x$ $-$ $\frac{1}{3}$ $\cdot$ $x^{3}$ $+$ $\frac{1}{5}$ $\cdot$ $x^{5}$ $+$ $\cdots$ $+$ $\frac{(-1)^{n}}{2n-1}$ $\cdot$ $x^{2n-1}$

[B].   $1$ $-$ $\frac{1}{3}$ $\cdot$ $x^{3}$ $+$ $\frac{1}{5}$ $\cdot$ $x^{5}$ $+$ $\cdots$ $+$ $\frac{(-1)^{n}}{2n+1}$ $\cdot$ $x^{2n+1}$

[C].   $x$ $-$ $\frac{1}{3}$ $\cdot$ $x^{3}$ $+$ $\frac{1}{5}$ $\cdot$ $x^{5}$ $+$ $\cdots$ $+$ $\frac{(-1)^{n}}{2n+1}$ $\cdot$ $x^{2n+1}$

[D].   $1$ $-$ $\frac{1}{3}$ $\cdot$ $x^{3}$ $-$ $\frac{1}{5}$ $\cdot$ $x^{5}$ $+$ $\cdots$ $+$ $\frac{(-1)^{n}}{2n}$ $\cdot$ $x^{2n}$


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$\arctan x$ 的麦克劳林公式

完整版:

$\arctan x$ $=$ $x$ $-$ $\frac{1}{3}$ $\cdot$ $x^{3}$ $+$ $\frac{1}{5}$ $\cdot$ $x^{5}$ $+$ $\cdots$ $+$ $\frac{(-1)^{n}}{2n+1}$ $\cdot$ $x^{2n+1}$ $.$

求和版:

$\arctan x$ $=$ $\sum_{n=0}^{\infty}$ $\frac{(-1)^{n}}{2n+1}$ $\cdot$ $x^{2n+1}$ $.$

简略版:

$\arctan x$ $=$ $x$ $-$ $\frac{1}{3}$ $\cdot$ $x^{3}$ $+$ $\frac{1}{5}$ $\cdot$ $x^{5}$ $.$

与等价无穷小的关系:当 $x$ $\rightarrow$ $0$ 时,$\arctan x$ $\sim$ $x$ $-$ $\frac{1}{3}$ $\cdot$ $x^{3}$ $\color{Red}{\Rightarrow}$ $x$ $-$ $\arctan x$ $\sim$ $\frac{1}{3}$ $\cdot$ $x^{3}$ $.$

辅助图像:
arctan x 的麦克劳林公式 | 荒原之梦
图 01. 红色曲线表示 $\arctan x$ 的图像,蓝色曲线表示 $\arctan x$ 对应的麦克劳林公式前三项的图像,可以看到,二者在 $x$ $=$ $0$ 附近几乎完全重合.

常用的麦克劳林公式:

$\frac{1}{1+x}$ 的麦克劳林公式(B004)

问题

$\frac{1}{1+x}$ 在 $x_{0}$ $=$ $0$ 处的【麦克劳林公式】是什么?

说明:下面所有选项中 $x$ 的取值范围都是:$(-1, 1)$

选项

[A].   $x$ $-$ $x^{2}$ $+$ $x^{3}$ $+$ $\cdots$ $+$ $(-1)^{n}$ $\cdot$ $x^{n-1}$

[B].   $1$ $-$ $x$ $+$ $x^{2}$ $-$ $x^{3}$ $+$ $\cdots$ $+$ $(-1)^{n}$ $\cdot$ $x^{n+1}$

[C].   $x$ $+$ $x^{2}$ $-$ $x^{3}$ $+$ $\cdots$ $+$ $(-1)^{n}$ $\cdot$ $x^{n}$

[D].   $1$ $-$ $x$ $+$ $x^{2}$ $-$ $x^{3}$ $+$ $\cdots$ $+$ $(-1)^{n}$ $\cdot$ $x^{n}$


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$\frac{1}{1+x}$ 的麦克劳林公式

完整版:

$\frac{1}{1+x}$ $=$ $1$ $-$ $x$ $+$ $x^{2}$ $-$ $x^{3}$ $+$ $\cdots$ $+$ $(-1)^{n}$ $\cdot$ $x^{n}$ $.$

求和版:

$\frac{1}{1+x}$ $=$ $\sum_{n=0}^{\infty}$ $(-1)^{n}$ $\cdot$ $x^{n}$ $.$

简略版:

$\frac{1}{1+x}$ $=$ $1$ $-$ $x$ $+$ $x^{2}$ $-$ $x^{3}$ $.$

$\frac{1}{1+x}$ 的麦克劳林公式其实就是当 $a$ $=$ $-1$ 时,$(1+x)^{a}$ 的麦克劳林公式.

辅助图像:
1/(1+x) 的麦克劳林公式 | 荒原之梦
图 01. 红色曲线表示 $\frac{1}{1+x}$ 的图像,蓝色曲线表示 $\frac{1}{1+x}$ 对应的麦克劳林公式前三项的图像,可以看到,二者在 $x$ $=$ $0$ 附近几乎完全重合.

常用的麦克劳林公式:

$\frac{1}{1-x}$ 的麦克劳林公式(B004)

问题

$\frac{1}{1-x}$ 在 $x_{0}$ $=$ $0$ 处的【麦克劳林公式】是什么?

说明:下面所有选项中 $x$ 的取值范围都是:$(-1, 1)$

选项

[A].   $x$ $+$ $x^{2}$ $+$ $x^{3}$ $+$ $\cdots$ $+$ $x^{n}$

[B].   $1$ $+$ $x$ $+$ $x^{2}$ $+$ $x^{3}$ $+$ $\cdots$ $+$ $x^{n}$

[C].   $x$ $+$ $x^{2}$ $+$ $x^{3}$ $+$ $\cdots$ $+$ $x^{n-1}$

[D].   $1$ $+$ $x$ $+$ $x^{2}$ $+$ $x^{3}$ $+$ $\cdots$ $+$ $x^{n+1}$


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$\frac{1}{1-x}$ 的麦克劳林公式

完整版:

$\frac{1}{1-x}$ $=$ $1$ $+$ $x$ $+$ $x^{2}$ $+$ $x^{3}$ $+$ $\cdots$ $+$ $x^{n}$ $.$

求和版:

$\frac{1}{1-x}$ $=$ $\sum_{n=0}^{\infty}$ $x^{n}$ $.$

简略版:

$\frac{1}{1-x}$ $=$ $1$ $+$ $x$ $+$ $x^{2}$ $+$ $x^{3}$ $.$

$\frac{1}{1-x}$ 的麦克劳林公式其实就是当 $a$ $=$ $-1$ 时,$(1+x)^{a}$ 的麦克劳林公式.

辅助图像:
1/(1-x) 的麦克劳林公式 | 荒原之梦
图 01. 红色曲线表示 $\frac{1}{1-x}$ 的图像,蓝色曲线表示 $\frac{1}{1-x}$ 对应的麦克劳林公式前三项的图像,可以看到,二者在 $x$ $=$ $0$ 附近几乎完全重合.

常用的麦克劳林公式:

$\tan x$ 的麦克劳林公式(B004)

问题

$\tan x$ 在 $x_{0}$ $=$ $0$ 处的【麦克劳林公式】是什么?

说明:

  1. 下面所有选项中 $x$ 的取值范围都是:$(-1, 1)$
  2. 本题中的 $B_{2n}$ 表示伯努利数,有关伯努利数的详情可以查看荒原之梦网的这篇文章:常见的伯努利数汇总.

    选项

    [A].   $x$ $+$ $\frac{1}{3}$ $\cdot$ $x^{3}$ $+$ $\frac{2}{15}$ $\cdot$ $x^{5}$ $+$ $\cdots$ $+$ $\frac{B_{2n}(-4)^{n}(1-4^{n})}{(2n)!}$ $\cdot$ $x^{2n-1}$

    [B].   $x$ $+$ $\frac{1}{3}$ $\cdot$ $x^{3}$ $+$ $\frac{1}{15}$ $\cdot$ $x^{5}$ $+$ $\cdots$ $+$ $\frac{(-4)^{n}(1-4^{n})}{(2n)!}$ $\cdot$ $x^{2n-1}$

    [C].   $1$ $+$ $x$ $+$ $\frac{1}{3}$ $\cdot$ $x^{3}$ $+$ $\frac{2}{15}$ $\cdot$ $x^{5}$ $+$ $\cdots$ $+$ $\frac{B_{2n}(-4)^{n}(1-4^{n})}{(2n)!}$ $\cdot$ $x^{2n-1}$

    [D].   $x$ $+$ $\frac{1}{3}$ $\cdot$ $x^{3}$ $+$ $\frac{2}{15}$ $\cdot$ $x^{5}$ $+$ $\cdots$ $+$ $\frac{B_{2n}(-4)^{n}(1-4^{n})}{(2n)!}$ $\cdot$ $x^{2n+1}$


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    $\tan x$ 的麦克劳林公式

    完整版:

    $\tan x$ $=$ $x$ $+$ $\frac{1}{3}$ $\cdot$ $x^{3}$ $+$ $\frac{2}{15}$ $\cdot$ $x^{5}$ $+$ $\cdots$ $+$ $\frac{B_{2n}(-4)^{n}(1-4^{n})}{(2n)!}$ $\cdot$ $x^{2n-1}$ $.$

    求和版:

    $\tan x$ $=$ $\sum_{n=1}^{\infty}$ $\frac{B_{2n}(-4)^{n}(1-4^{n})}{(2n)!}$ $\cdot$ $x^{2n-1}$ $.$

    简略版:

    $\tan x$ $=$ $x$ $+$ $\frac{1}{3}$ $\cdot$ $x^{3}$ $+$ $\frac{2}{15}$ $\cdot$ $x^{5}$ $.$

    与等价无穷小的关系:当 $x$ $\rightarrow$ $0$ 时,$\tan x$ $\sim$ $x$ $+$ $\frac{1}{3}$ $\cdot$ $x^{3}$ $\color{Red}{\Rightarrow}$ $\tan x$ $-$ $x$ $\sim$ $\frac{1}{3}$ $\cdot$ $x^{3}$ $,$ $\tan x$ $\sim$ $x$ $.$

辅助图像:
tan x 的麦克劳林公式 | 荒原之梦
图 01. 红色曲线表示 $\tan x$ 的图像,蓝色曲线表示 $\tan x$ 对应的麦克劳林公式前两项的图像,可以看到,二者在 $x$ $=$ $0$ 附近几乎完全重合.

常用的麦克劳林公式:

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