如何扩展Maclaurin系列呢? F(X)= ^ INT_0 Xlog软件(1-T)/ TDT

如何扩展Maclaurin系列呢? F(X)= ^ INT_0 Xlog软件(1-T)/ TDT
Anonim

回答:

#f(x)= -1 /(ln(10))x + x ^ 2/4 + x ^ 3/9 + x ^ 4/16 + … + x ^(n + 1)/(n 1)^ 2#

视觉:看看这个图表

说明:

我们显然无法评估这个整体,因为它使用了我们学到的任何常规集成技术。但是,由于它是一个明确的积分,我们可以使用MacLaurin系列,并通过术语集成执行所谓的术语。

我们需要找到MacLaurin系列。由于我们不想找到该函数的n阶导数,我们需要尝试将其拟合到我们已经知道的MacLaurin系列中。

首先,我们不喜欢 #日志#;我们想要做到这一点 #LN#。为此,我们可以简单地使用基础公式的变化:

#log(x)= ln(x)/ ln(10)#

所以我们有:

#INT_0 ^ XLN(1-T)/(TLN(10))DT#

我们为什么要做这个?好吧,现在注意到了 #d / dxln(1-t)= -1 /(1-t)# 为什么这么特别?好, #1 /(1-x)的# 是我们常用的MacLaurin系列之一:

#1 /(1-x)= 1 + x + x ^ 2 + x ^ 3 + … = sum_(n = 0)^ oox ^ n#

…对全部 #X##(-1, 1#

因此,我们可以利用这种关系来取代我们的优势 #ln(1-T)##INT-1 /(1-T)DT#,这使我们可以取代它 #LN# 使用MacLaurin系列的术语。把它放在一起给出:

#ln(1-t)/(tln(10))= -1 /(tln(10))int 1 + t + t ^ 2 + t ^ 3 + … + t ^ n dt#

评估积分:

#= -1 /(tln(10))t + t ^ 2/2 + t ^ 3/3 + t ^ 4/4 + … + t ^(n + 1)/(n + 1) #

取消了 #T# 分母中的术语:

#= -1 /(ln(10))1 + t / 2 + t ^ 2/3 + t ^ 3/4 + … + t ^(n)/(n + 1)#

而现在,我们采取定积分我们开始问题:

#int_0 ^ x(-1 /(ln(10))1 + t / 2 + t ^ 2/3 + t ^ 3/4 + … + t ^(n)/(n + 1)) DT#

注意:观察我们现在不需要担心在这个问题上除以零,这是我们在原始被积函数中遇到的一个问题,因为 #T# 分母中的术语。由于这在上一步中被取消,它表明不连续性是可移除的,这对我们很有效。

#= -1 /(ln(10))t + t ^ 2/4 + t ^ 3/9 + t ^ 4/16 + … + t ^(n + 1)/(n + 1)^ 2# 从中评估 #0##X#

#= -1 /(ln(10))x + x ^ 2/4 + x ^ 3/9 + x ^ 4/16 + … + x ^(n + 1)/(n + 1)^ 2 - 0#

#= -1 /(ln(10))x + x ^ 2/4 + x ^ 3/9 + x ^ 4/16 + … + x ^(n + 1)/(n + 1)^ 2#

但是请确保你意识到这个系列只在间隔时间很好 #(1, 1#因为我们上面使用的MacLaurin系列只是收敛于这个区间。看看我制作的这张图,以便更好地了解它的外观。

希望有帮助:)