マクローリン展開 cosx

cosx のマクローリン展開

cosx=1− 1 2! x 2 + 1 4! x 4 − 1 6! x 6 +⋯

■導出 

f( x )=cosx とおく.   f( 0 )=cos0=1

f ' ( x )=−sinx    f ' ( 0 )=−sin0=0

f '' ( x )=−cosx    f '' ( 0 )=−cos0=−1

f ''' ( x )=sinx    f ''' ( 0 )=sin0=0

f ( 4 ) ( x )=cosx    f ( 4 ) ( 0 )=cos0=1

f ( 5 ) ( x )=−sinx    f ( 5 ) ( 0 )=−sin0=0

である(以下,これの繰り返し).すなわち, m=0,1,2⋯ に対して  

f ( n ) ( 0 )={ 0  ( n=2m+1 ) 1  ( n=4m ) −1 ( n=4m+2 )  

したがって,マクローリン展開の公式 

f( x )=f( 0 )+ f ' ( 0 )x+ f '' ( 0 ) 2! x 2 + f ''' ( 0 ) 3! x 3 +⋯⋯ + f ( n ) ( 0 ) n! x n +⋯⋯  

に代入して

cosx=1+0⋅x+ −1 2! x 2 + 0 3! x 3 + 1 4! x 4 + 0 5! x 5 + −1 6! x 6 +⋯

=1− 1 2! x 2 + 1 4! x 4 − 1 6! x 6 +⋯

■収束半径 

a n = ( −1 ) n ( 2n )! , a n+1 = ( −1 ) n+1 ( 2n+1 )!

lim n→∞ | a n+1 a n |= lim n→∞ | ( −1 ) n+1 ( 2n+1 )! ( −1 ) n ( 2n )! | = lim n→∞ | ( −1 ) n+1 ( −1 ) n ⋅ ( 2n )! ( 2n+1 )! | = lim n→∞ | − 1 ( 2n+1 ) |=0

よって,収束半径 R ( R= 1 α ) は α→0 より R→∞

R=∞

となる.

■マクローリン展開の可視化

 

ホーム>>カテゴリー分類>>数列>>級数展開>>マクローリン展開>> cosx のマクローリン展開

最終更新日: 2026年8月18日