Курс лекций по математике для направления 020700 - Геология. Широкова Е.А - 145 стр.

UptoLike

Рубрика: 

145
11
( 1)( 2)...( 1)
(1 ) 1 1
!
mm
m n n n
m
nn
m m m m n
x x C x
n


,
а полученная формула носит название «бином Ньютона».
Примеры приложений рядов Тейлора.
Представленные в предыдущем пункте канонические разложения могут
служить основой для получения новых разложений. Так, положив
1

в
последнем разложении, мы получим формулы суммы бесконечной
геометрической прогрессии со знаменателем
()q
:
2
1
1 ... ( ) ...
1
n
q q q
q
. Заменив в этой формуле
q
на
()q
, получим:
2
1
1 ... ...
1
n
q q q
q
.
Заменим в последней формуле
q
на
2
t
, мы получим разложение
2
2
0
,
1
( ) | | 1
1
n
n
tt
t

. Последний ряд имеет радиус сходимости, равный 1.
Вспомним, что внутри интервала сходимости ряды можно интегрировать
почленно и проинтегрируем обе части последнего равенства по
от 0 до
, | | 1,xx
тогда получим разложение:
21
0
arctg ( 1)
21
n
n
n
x
x
n

.
Еще легче получить разложение
1
1
,
( 1)
ln(1 )
nn
n
x
x
n

если
проинтегрировать почленно ряд
2
1
1 ... ( ) ...
1
n
t t t
t
внутри интервала
сходимости , то есть при
| | 1t
.
Разложения функций
, sin
x
xe
и
cosx
в ряды Тейлора, справедливые для
всех вещественных
x
, оказываются такими же и в случае, когда
x
комплексное
число. Пусть
x i t
, где
i
мнимая единица, то есть,
2
1i 
, а
вещественное
число. (Заметим, что
3
ii
,
4
1i
). Разложим
it
e
в ряд Тейлора:
2 3 4 5 6 7 2 4 6
3 5 7
1 ..... (1 ...)
2! 3! 4! 5! 6! 7! 2! 4! 6!
( ....) cos sin .
3! 5! 7!
it
t t t t t t t t t
e i t i i i
t t t
i t t i t
                          m
                              m(m 1)(m  2)...(m  n 1) n      m
      (1 x)m  1                                      x  1  Cmn xn ,
                          n1            n!                     n1

а полученная формула носит название «бином Ньютона».



                 Примеры приложений рядов Тейлора.
    Представленные в предыдущем пункте канонические разложения могут
служить основой для получения новых разложений. Так, положив   1 в
последнем разложении, мы получим формулы суммы бесконечной
геометрической      прогрессии      со       знаменателем       ( q ) :
                                    1
1 q  q2  ...  (q) n  ...         . Заменив в этой формуле q на (q) , получим:
                                   1 q
                                1
1 q  q2  ...  qn  ...         .
                               1 q

     Заменим в последней формуле q на t 2 , мы получим разложение
              
       1
              (t 2 )n , | t | 1 . Последний ряд имеет радиус сходимости, равный 1.
      1 t n0
          2


Вспомним, что внутри интервала сходимости ряды можно интегрировать
почленно и проинтегрируем обе части последнего равенства по t от 0 до
                                                                  
                                                                             x2n1
      x, | x | 1, тогда получим разложение:            arctg x   (1)n          .
                                                                 n0         2n 1
                                                                       
                                                                    (1)n1 xn
    Еще легче получить разложение                 ln(1 x)                   ,  если
                                                                n1     n
                                                                 1
проинтегрировать почленно ряд 1 t  t 2  ...  (t )n  ...        внутри интервала
                                                                1 t
сходимости , то есть при | t | 1 .



     Разложения функций ex , sin x и cos x в ряды Тейлора, справедливые для
всех вещественных x , оказываются такими же и в случае, когда x – комплексное
число. Пусть x  i  t , где i – мнимая единица, то есть, i 2  1, а t – вещественное
число. (Заметим, что i3  i , i 4  1). Разложим eit в ряд Тейлора:
                 t 2 t3 t 4 t5 t6 t7             t2 t4 t6
      eit  1 i  t 
                     i   i   i  .....  (1    ...) 
                 2! 3! 4! 5! 6! 7!               2! 4! 6!
            t3 t5 t7
      i(t     ....)  cos t  i  sin t.
            3! 5! 7!

                                                  145