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要求极限 lim(x0) (e^(x^4) - cos^2(x) - x^2) / x^4。
我们可以使用泰勒展开来求解该极限。对于小的 x 值,我们可以将函数 e^(x^4) 和 cos^2(x) 在 x = 0 处展开成泰勒级数。首先,我们来展开 e^(x^4):
e^(x^4) = 1 + x^4 + (x^4)^2/2! + (x^4)^3/3! + ...
在 x = 0 处截取泰勒级数的前两项:
e^(x^4) ≈ 1 + x^4
接下来,我们展开 cos^2(x):
cos^2(x) = (1 - x^2/2! + x^4/4! - x^6/6! + ...)^2
在 x = 0 处截取泰勒级数的前两项:
cos^2(x) ≈ 1 - x^2/2
将展开后的结果代入原始函数并进行化简:
(e^(x^4) - cos^2(x) - x^2) / x^4 ≈ [(1 + x^4) - (1 - x^2/2) - x^2] / x^4
化简得:
(e^(x^4) - cos^2(x) - x^2) / x^4 ≈ (2x^2 - x^2/2) / x^4
继续化简:
(e^(x^4) - cos^2(x) - x^2) / x^4 ≈ (3/2)x^-2
现在,我们将 x 趋近于 0,即取极限 lim(x0) (3/2)x^-2:
lim(x0) (3/2)x^-2 = +∞
所以,根据计算,该极限的结果是正无穷大。
请注意,这是近似结果,因为我们只考虑了泰勒级数的前两项。在数值计算中,您可以使用更多项来获得更精确的结果。
我们可以使用泰勒展开来求解该极限。对于小的 x 值,我们可以将函数 e^(x^4) 和 cos^2(x) 在 x = 0 处展开成泰勒级数。首先,我们来展开 e^(x^4):
e^(x^4) = 1 + x^4 + (x^4)^2/2! + (x^4)^3/3! + ...
在 x = 0 处截取泰勒级数的前两项:
e^(x^4) ≈ 1 + x^4
接下来,我们展开 cos^2(x):
cos^2(x) = (1 - x^2/2! + x^4/4! - x^6/6! + ...)^2
在 x = 0 处截取泰勒级数的前两项:
cos^2(x) ≈ 1 - x^2/2
将展开后的结果代入原始函数并进行化简:
(e^(x^4) - cos^2(x) - x^2) / x^4 ≈ [(1 + x^4) - (1 - x^2/2) - x^2] / x^4
化简得:
(e^(x^4) - cos^2(x) - x^2) / x^4 ≈ (2x^2 - x^2/2) / x^4
继续化简:
(e^(x^4) - cos^2(x) - x^2) / x^4 ≈ (3/2)x^-2
现在,我们将 x 趋近于 0,即取极限 lim(x0) (3/2)x^-2:
lim(x0) (3/2)x^-2 = +∞
所以,根据计算,该极限的结果是正无穷大。
请注意,这是近似结果,因为我们只考虑了泰勒级数的前两项。在数值计算中,您可以使用更多项来获得更精确的结果。
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