一阶导数不等于0说明什么(0的98阶导数99阶导数怎么求)
一阶导数不等于0说明什么(0的98阶导数99阶导数怎么求)这里有一点非常重要,就是f(x)的麦克劳林展开式中,还有n项为0,它们都是奇数次项,也就是所有奇数次项都为0. 其中98次项的系数是(-1)^49/(2^49*49!) 99次项的系数是0.化简得到f(x)=1-x^2/2 x^4/(2^2*2)-x^6/(2^3*3!) …… (-1)^n*x^(2n)/(2^n*n!) o(x^(2n)). 首先,要得到f(x)的麦克劳林展开式,可以用换元法,根据e^x的麦克劳林公式:e^u=1 u u^2/2 u^3/3! …… u^n/n! o(u^n)将u=-x^2/2代入上式,就可以得到f(x)的麦克劳林展开式:e^(-x^2/2)=1-x^2/2 (-x^2/2)^2/2 (-x^2/2)^3/3! …… (-x^2/2)^n/n! o((-x^2/2)^n)
如果要你求函数f(x)=e^(-x^2/2)关于0的98阶导数值,99阶导数值,甚至更高阶的导数值,你会求吗?即:
已知f(x)=e^(-x^2/2) 求f^(98)(0)与f^(99)(0).
分析:直接求f(x)的98阶和99阶导函数,然后将x=0代入,这样做是很不现实的。当然,有兴趣也可以试一试。
这里我们可以利用f(x)的泰勒展开式各项系数f^(n)(x0)/n!,在x0=0时,对应麦克劳林展开式的项的系数相等,来解决这个问题。
首先,要得到f(x)的麦克劳林展开式,可以用换元法,根据e^x的麦克劳林公式:
e^u=1 u u^2/2 u^3/3! …… u^n/n! o(u^n)
将u=-x^2/2代入上式,就可以得到f(x)的麦克劳林展开式:e^(-x^2/2)=1-x^2/2 (-x^2/2)^2/2 (-x^2/2)^3/3! …… (-x^2/2)^n/n! o((-x^2/2)^n)
化简得到f(x)=1-x^2/2 x^4/(2^2*2)-x^6/(2^3*3!) …… (-1)^n*x^(2n)/(2^n*n!) o(x^(2n)).
这里有一点非常重要,就是f(x)的麦克劳林展开式中,还有n项为0,它们都是奇数次项,也就是所有奇数次项都为0. 其中98次项的系数是(-1)^49/(2^49*49!) 99次项的系数是0.
又由泰勒公式:f(x)=f(x0) f'(x0)(x-x0) f"(x0)(x-x0)^2/2 …… f^(n)(x-x0)^n/n! o(x^(n))
其中98次项的系数是f^(98)(0)/98!,99次项的系数是f^(99)(0)/99!,因此,当x0=0时,就有
f^(98)(0)/98!=(-1)^49/(2^49*49!);f^(99)(0)/99!=0. 这就可以解得f^(98)(0)=-98!/(2^49*49!) f^(99)(0)=0.
下面组织解题过程:
解:由e^x=1 x x^2/2 x^3/3! …… x^n/n! o(x^n)得
e^(-x^2/2)=1-x^2/2 (-x^2/2)^2/2 (-x^2/2)^3/3! …… (-x^2/2)^n/n! o((-x^2/2)^n)
=1-x^2/2 x^4/(2^2*2)-x^6/(2^3*3!) …… (-1)^n*x^(2n)/(2^n*n!) o(x^(2n)).
由泰勒公式系数的定义,可得:f^(98)(0)/98!=(-1)^49/(2^49*49!);f^(99)(0)/99!=0.
解得f^(98)(0)=-98!/(2^49*49!) f^(99)(0)=0.
练一练:运用麦克劳林公式,试求sin^(99)(0).
只要能够完成上面这个“练一练”,你基本就掌握这个方法了。