设函数f(x)=secx在x=0处的2次泰勒多项式为1+ax+bx^2 ,则()。A. a=1,b=-1/2B. a=1,b=1/2C. a=0,b=-1/2D. a=0,b=1/2
A. a=1,b=-1/2
B. a=1,b=1/2
C. a=0,b=-1/2
D. a=0,b=1/2
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查泰勒多项式展开的应用,特别是对secx函数在x=0处的二次泰勒多项式的展开计算。需要掌握导数的计算及泰勒展开式的构造方法。
解题核心思路:
- 泰勒多项式的一般形式为:$f(x) \approx f(0) + f'(0)x + \frac{f''(0)}{2!}x^2$。
- 关键步骤是计算$f(0)$、$f'(0)$、$f''(0)$,并代入公式得到系数$a$和$b$。
- 注意:secx的导数涉及三角函数的导数公式,需正确应用乘积法则。
破题关键点:
- 一阶导数$f'(x) = \sec x \tan x$,在$x=0$处值为0,因此$a=0$。
- 二阶导数$f''(x) = \sec^3 x + \sec x \tan^2 x$,在$x=0$处值为1,因此$b = \frac{1}{2}$。
计算泰勒多项式系数
-
计算$f(0)$
$\sec 0 = \frac{1}{\cos 0} = 1$,因此泰勒多项式的常数项为$1$,与题目形式一致。 -
计算一阶导数$f'(x)$
$\frac{d}{dx} \sec x = \sec x \tan x$,因此:
$f'(0) = \sec 0 \cdot \tan 0 = 1 \cdot 0 = 0$
对应系数$a = f'(0) = 0$。 -
计算二阶导数$f''(x)$
使用乘积法则对$f'(x) = \sec x \tan x$求导:
$\begin{aligned} f''(x) &= \frac{d}{dx} (\sec x \tan x) \\ &= \sec x \cdot \frac{d}{dx} (\tan x) + \tan x \cdot \frac{d}{dx} (\sec x) \\ &= \sec x \cdot \sec^2 x + \tan x \cdot \sec x \tan x \\ &= \sec^3 x + \sec x \tan^2 x \end{aligned}$
代入$x=0$:
$f''(0) = \sec^3 0 + \sec 0 \cdot \tan^2 0 = 1 + 0 = 1$
对应系数$b = \frac{f''(0)}{2!} = \frac{1}{2}$。