本文最后更新于 2025年12月1日 凌晨
麦克劳林公式在全定义域精确的函数实例
麦克劳林公式(即麦克劳林级数)在全定义域上都精确等于原函数的函数实例,通常要求函数是解析函数,且其麦克劳林级数在整个实数域(或整个定义域)内收敛于函数本身。以下是一些常见的例子:
实例列表
1. 指数函数 ex
麦克劳林级数:
ex=n=0∑∞n!xn=1+x+2!x2+3!x3+⋯
该级数对于所有实数 x 都收敛,且精确等于 ex。
2. 正弦函数 sinx
麦克劳林级数:
sinx=n=0∑∞(−1)n(2n+1)!x2n+1=x−3!x3+5!x5−⋯
该级数对于所有实数 x 都收敛,且精确等于 sinx。
3. 余弦函数 cosx
麦克劳林级数:
cosx=n=0∑∞(−1)n(2n)!x2n=1−2!x2+4!x4−⋯
该级数对于所有实数 x 都收敛,且精确等于 cosx。
4. 双曲正弦函数 sinhx
麦克劳林级数:
sinhx=n=0∑∞(2n+1)!x2n+1=x+3!x3+5!x5+⋯
该级数对于所有实数 x 都收敛,且精确等于 sinhx。
5. 双曲余弦函数 coshx
麦克劳林级数:
coshx=n=0∑∞(2n)!x2n=1+2!x2+4!x4+⋯
该级数对于所有实数 x 都收敛,且精确等于 coshx。
6. 多项式函数
任何多项式函数 P(x) 的麦克劳林级数就是其自身(因为高阶导数为零),因此在整个定义域上精确。例如,二次函数 f(x)=ax2+bx+c 的麦克劳林级数就是 f(x)。
说明
这些函数的麦克劳林级数在整个实数域上都收敛且精确等于原函数,是因为它们都是整函数(entire function),即在整个复平面上解析。对于其他函数(如对数函数或有理函数),麦克劳林级数通常只在有限区间内收敛,因此不符合要求。