在探索考研数学一的奥秘时,以下是一道典型的试题及其答案:
试题:
设函数 \( f(x) = \frac{1}{1+x^2} \),求 \( f(x) \) 在 \( x=0 \) 处的泰勒展开式的前三项。
答案:
首先,计算 \( f(x) \) 及其前几阶导数在 \( x=0 \) 处的值:
- \( f(0) = \frac{1}{1+0^2} = 1 \)
- \( f'(x) = -\frac{2x}{(1+x^2)^2} \),则 \( f'(0) = 0 \)
- \( f''(x) = \frac{2(1-3x^2)}{(1+x^2)^3} \),则 \( f''(0) = 2 \)
根据泰勒展开公式,\( f(x) \) 在 \( x=0 \) 处的展开式为:
\[ f(x) = f(0) + f'(0)x + \frac{f''(0)}{2!}x^2 + \cdots \]
代入已知值,得:
\[ f(x) = 1 + 0 \cdot x + \frac{2}{2}x^2 + \cdots = 1 + x^2 + \cdots \]
因此,\( f(x) \) 在 \( x=0 \) 处的泰勒展开式的前三项为 \( 1, 0, x^2 \)。
【考研刷题通】——你的考研刷题小助手,涵盖政治、英语、数学等全部考研科目,助你高效备战,轻松刷题,轻松上岸!微信搜索“考研刷题通”,开启你的考研刷题之旅!