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問題を解くのに必要な知識を確認するにはこのグラフ図を利用してください.

関数のべき級数展開

■問題

次の関数をべき級数展開マクローリン展開)をせよ.

log(1x)

■ヒント

f(x)=log(1x)   とおいて微分を5回行い f(x)f(5)(x) を求める.

それぞれに   x=0   を代入して f(0)f(5)(0) を求める.

最後に f(0)f(5)(0) 値を マクローリン展開の式に代入する.

■答

f(x)=log(1x)   とおいて, f(x) から f(5)(x) を求める.

f(x)=11x

f(x)=(11x)={(1)(1x)1}  =(1){(1)(1x)2×(1)}  =(1)(1x)2=1(1x)2

f(x)={1(1x)2}={(1)(1x)2}=(1){(2)(1x)3×(1)}=(2)(1x)3=2(1x)3

f(4)(x)={2(1x)3}={(2)(1x)3}=(2){(3)(1x)4×(1)}=(6)(1x)4=6(1x)4

f(5)(x)={6(1x)4}  ={(6)(1x)4}=(6){(4)(1x)5×(1)}=(24)(1x)5  =24(1x)5

  x=0   のとき f(x) から f(5)(x) の値は

f(x)=log(1x)  f(0)=0  (f(0)=log(1+0)=log1)

f(x)=11x  f(0)=1  (f(0)=110=11)

f(x)=1(1x)2  f(0)=1  (f(0)=1(10)2=112=11)

f(x)=2(1x)3  f(0)=2  (f(0)=2(10)3=213=21)

f(4)(x)=6(1x)4  f(4)(0)=6  (f(4)(0)=6(10)4=614=61)

f(5)(x)=24(1x)5  f(5)(0)=24  (f(5)(0)=24(10)5=2415=241)

  

となる.マクローリン展開の式に f(0) から f(5)(0) の値を代入する.

log(1x)=f(0)+f(0)x+f(0)2!x2+f(0)3!x3++f(n)(0)n!xn+

=0+(1)x+12x2+26x3+624x4+24120x5+

=x12x213x314x415x5+

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学生スタッフ
最終更新日: 2024年5月28日

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