题目
25.设函数f(x)=(tan x)/(1-x^2)在x=0处的3次泰勒多项式为ax+bx^2+cx^3,则 A. a=1,b=0,c=-(2)/(3)B. a=1,b=0,c=(2)/(3)C. a=1,b=0,c=-(4)/(3)D. a=1,b=0,c=(4)/(3)
25.设函数$f(x)=\frac{\tan x}{1-x^{2}}$在x=0处的3次泰勒多项式为$ax+bx^{2}+cx^{3}$,则
A. a=1,b=0,c=$-\frac{2}{3}$
B. a=1,b=0,c=$\frac{2}{3}$
C. a=1,b=0,c=$-\frac{4}{3}$
D. a=1,b=0,c=$\frac{4}{3}$
题目解答
答案
D. a=1,b=0,c=$\frac{4}{3}$
解析
考查要点:本题主要考查泰勒多项式的展开方法,特别是分式函数与三角函数的乘积展开。需要掌握泰勒展开的基本公式,以及多项式乘法合并同类项的能力。
解题核心思路:
- 分别展开分子和分母:将$\tan x$和$\frac{1}{1-x^2}$在$x=0$处展开到足够高的阶数(至少到$x^3$项)。
- 相乘并截断高阶项:将两个展开式相乘,保留到$x^3$项,舍去更高次项。
- 提取系数:根据结果确定$a$、$b$、$c$的值。
破题关键点:
- 正确展开$\tan x$和$\frac{1}{1-x^2}$:需记忆或推导它们的标准泰勒展开式。
- 注意乘积展开时的项数匹配:确保乘积后保留到$x^3$项,避免遗漏或错误合并。
步骤1:展开$\tan x$和$\frac{1}{1-x^2}$
- $\tan x$的泰勒展开(到$x^3$项):
$\tan x = x + \frac{x^3}{3} + o(x^3)$ - $\frac{1}{1-x^2}$的泰勒展开(到$x^2$项):
$\frac{1}{1-x^2} = 1 + x^2 + o(x^3)$
步骤2:将两个展开式相乘
将$\tan x$和$\frac{1}{1-x^2}$的展开式相乘,保留到$x^3$项:
$\begin{aligned}f(x) &= \left( x + \frac{x^3}{3} \right) \left( 1 + x^2 \right) + o(x^3) \\&= x \cdot 1 + x \cdot x^2 + \frac{x^3}{3} \cdot 1 + \text{高阶小项} \\&= x + x^3 + \frac{x^3}{3} \\&= x + \frac{4}{3}x^3 + o(x^3)\end{aligned}$
步骤3:提取系数
对比$f(x) = ax + bx^2 + cx^3 + o(x^3)$,可得:
- $a = 1$($x$项系数)
- $b = 0$($x^2$项系数)
- $c = \frac{4}{3}$($x^3$项系数)