幂级数展开式和泰勒公式区别(幂级数展开)

导读 大家好,我是小典,我来为大家解答以上问题。幂级数展开式和泰勒公式区别,幂级数展开很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!这都是定积...

大家好,我是小典,我来为大家解答以上问题。幂级数展开式和泰勒公式区别,幂级数展开很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!

这都是定积分.

1. ∫{0,1} ln(x)/(1+x) dx 其实是个瑕积分, 按定义是lim{ε→0+} ∫{ε,1} ln(x)/(1+x) dx.

由分部积分公式, ∫{ε,1} ln(x)/(1+x) dx = ln(1)ln(2)-ln(ε)ln(1+ε)-∫{ε,1} ln(1+x)/x dx.

当ε→0+, ln(1)ln(2)-ln(ε)ln(1+ε) = -ln(ε)ln(1+ε)收敛到0.

而∫{ε,1} ln(1+x)/x dx收敛到∫{0,1} ln(1+x)/x dx.

因此∫{0,1} ln(x)/(1+x) dx = -∫{0,1} ln(1+x)/x dx, 问题化为第2问.

2. 在x = 0处幂级数展开ln(1+x) = x-x²/2+x³/3-... = ∑{n ≥ 1} (-1)^(n-1)·x^n/n

因此ln(1+x)/x = 1-x/2+x²/3-x³/4+... = ∑{n ≥ 1} (-1)^(n-1)·x^(n-1)/n

级数在(-1,1)内闭一致收敛, 可逐项积分.

对0 < a < 1, 有∫{0,a} ln(1+x)/x dx = a-a²/2²+a³/3²-... = ∑{n ≥ 1} (-1)^(n-1)·a^n/n².

令a→1-, 可得∫{0,1} ln(1+x)/x dx = 1-1/2²+1/3²-... = ∑{n ≥ 1} (-1)^(n-1)·1/n².

如果承认正整数平方倒数和∑{n ≥ 1} 1/n² = π²/6, 那么可以算出∑{n ≥ 1} (-1)^(n-1)·1/n².

首先偶数平方倒数和∑{n ≥ 1} 1/(2n)² = (1/4)·∑{n ≥ 1} 1/n² = π²/24.

于是奇数平方倒数和∑{n ≥ 1} 1/(2n-1)² = (∑{n ≥ 1} 1/n²)-(∑{n ≥ 1} 1/(2n)²) = π²/8.

故∑{n ≥ 1} (-1)^(n-1)·1/n² = 奇数平方倒数和-偶数平方倒数和 = π²/12.

∫{0,1} ln(1+x)/x dx = π²/12.

∫{0,1} ln(x)/(1+x) dx = -π²/12.

本文到此讲解完毕了,希望对大家有帮助。

最新文章