复合函数的泰勒公式求法涉及以下几个步骤:
1. 确定内函数:首先识别复合函数中的内函数和外函数。设复合函数为 \( f(g(x)) \),其中 \( f(u) \) 是外函数,\( g(x) \) 是内函数。
2. 计算内函数的导数:求出内函数 \( g(x) \) 的各阶导数 \( g'(x), g''(x), \ldots \)。
3. 求外函数在特定点的值和导数:将内函数 \( g(x) \) 的值代入外函数 \( f(u) \) 中,计算 \( f(g(x)) \) 的值和各阶导数 \( f'(g(x)), f''(g(x)), \ldots \)。
4. 展开泰勒公式:在 \( x = a \) 处展开外函数的泰勒公式,其中 \( a \) 是内函数 \( g(x) \) 的某个特定值。
5. 代入并简化:将步骤2和步骤3中得到的导数值代入泰勒公式中,得到复合函数 \( f(g(x)) \) 在 \( x = a \) 处的泰勒展开式。
例如,对于 \( f(g(x)) = e^{g(x)} \),若内函数 \( g(x) = x^2 + 1 \),则在 \( x = 0 \) 处展开,泰勒公式为:
\[ f(g(x)) = f(g(0)) + f'(g(0))(x - 0) + \frac{f''(g(0))}{2!}(x - 0)^2 + \cdots \]
将 \( g(x) \) 和其导数代入,可以进一步简化得到具体的展开式。
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