泰勒级数

it2025-05-01  8

目录

1. 泰勒展开的概念2. 泰勒定理3. 泰勒展开的计算3. 常用泰勒展开式

1. 泰勒展开的概念

f ( z ) = ∑ n = 0 ∞ C n ( z − z 0 ) n , f(z) = \sum_{n = 0}^{\infty}C_n(z - z_0)^n, f(z)=n=0Cn(zz0)n, 其 中 C n = 1 n ! f ( n ) ( z 0 ) , n = 0 , 1 , 2 , ⋅ ⋅ ⋅ . 其中C_n = \frac{1}{n!}f^{(n)}(z_0),n= 0,1,2,···. Cn=n!1f(n)(z0)n=0,1,2,.

2. 泰勒定理

设函数f(z)在区域D内解析,z0为D内一点,R为z0到D的边界上各点的最短距离,则当|z - z0|<R时f(z)可展为幂级数

补充: 如果f(z)在D内有奇点,则使f(z)在z0的泰勒展开式成立的R等于从z0到f(z)的距z0最近一个奇点α之间的距离,即R=|α - z0|

3. 泰勒展开的计算

从展开点到孤立奇点的解析环。

3. 常用泰勒展开式

( 1 ) 1 1 − z 在 z = 0 处 的 泰 勒 展 开 : (1)\frac{1}{1-z}在z=0处的泰勒展开: 11z1z=0 1 1 − z = 1 + z + z 2 + ⋅ ⋅ ⋅ + z n + ⋅ ⋅ ⋅ \frac{1}{1-z} = 1 + z + z^2 + ···+z^n+··· 1z1=1+z+z2++zn+

更广义地将,只要|z|<1,就存在上式关系。

( 2 ) e z 在 z = 0 处 的 泰 勒 展 开 : (2)e^z在z=0处的泰勒展开: 2ezz=0

e z = 1 + z 1 ! + z 2 2 ! + ⋅ ⋅ ⋅ + z n n ! + ⋅ ⋅ ⋅ e^z = 1+\frac{z}{1!}+\frac{z^2}{2!}+···+\frac{z^n}{n!}+··· ez=1+1!z+2!z2++n!zn+

( 3 ) s i n z 在 z = 0 处 的 泰 勒 展 开 : (3)sinz在z=0处的泰勒展开: 3sinzz=0

s i n   z = 1 − z 3 3 ! + z 5 5 ! + ⋅ ⋅ ⋅ + ( − 1 ) n z 2 n + 1 ( 2 n + 1 ) ! + ⋅ ⋅ ⋅ sin~z=1-\frac{z^3}{3!}+\frac{z^5}{5!}+···+(-1)^n\frac{z^{2n+1}}{(2n+1)!}+··· sin z=13!z3+5!z5++(1)n(2n+1)!z2n+1+

( 4 ) c o s z 在 z = 0 处 的 泰 勒 展 开 : (4)cosz在z=0处的泰勒展开: 4coszz=0

c o s   z = 1 − z 2 2 ! + z 4 4 ! + ⋅ ⋅ ⋅ + ( − 1 ) n z 2 n ( 2 n ) ! + ⋅ ⋅ ⋅ cos~z = 1-\frac{z^2}{2!}+\frac{z^4}{4!}+···+(-1)^n\frac{z^{2n}}{(2n)!}+··· cos z=12!z2+4!z4++(1)n(2n)!z2n+

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