x→0时,arctanx-x等价于什么?分析一下
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当x趋近于0时,可以使用泰勒级数展开来分析arctanx和x的等价性。
首先,我们知道arctanx的泰勒级数展开为:
arctanx = x - (1/3)x^3 + (1/5)x^5 - (1/7)x^7 + ...
而x的泰勒级数展开为:
x = x
当x趋近于0时,高次幂的项会趋近于0,因此我们可以忽略掉它们。所以,当x趋近于0时,arctanx和x的等价性可以近似表示为:
arctanx - x ≈ 0
也就是说,当x趋近于0时,arctanx和x是等价的。
这个结论可以通过数值计算验证,当x取非常接近于0的数值时,我们可以发现arctanx - x的值非常接近于0。
首先,我们知道arctanx的泰勒级数展开为:
arctanx = x - (1/3)x^3 + (1/5)x^5 - (1/7)x^7 + ...
而x的泰勒级数展开为:
x = x
当x趋近于0时,高次幂的项会趋近于0,因此我们可以忽略掉它们。所以,当x趋近于0时,arctanx和x的等价性可以近似表示为:
arctanx - x ≈ 0
也就是说,当x趋近于0时,arctanx和x是等价的。
这个结论可以通过数值计算验证,当x取非常接近于0的数值时,我们可以发现arctanx - x的值非常接近于0。
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当$x \rightarrow 0$时,我们可以使用泰勒级数展开来分析$ \arctan x - x$ 的等价性。
首先,使用泰勒级数展开将$\arctan x$展开成无穷级数:
$\arctan x = x - \frac{x^3}{3} + \frac{x^5}{5} - \frac{x^7}{7} + \ldots$
然后,我们可以将$x$替换为$0$,得到:
$\arctan 0 = 0 - \frac{0^3}{3} + \frac{0^5}{5} - \frac{0^7}{7} + \ldots = 0$
因此,原表达式可以化简为:
$\arctan x - x = (x - \frac{x^3}{3} + \frac{x^5}{5} - \frac{x^7}{7} + \ldots) - x = - \frac{x^3}{3} + \frac{x^5}{5} - \frac{x^7}{7} + \ldots$
当$x \rightarrow 0$时,我们可以忽略高阶项,因为它们的幂次更高,所以我们可以得到等价形式:
$\arctan x - x \approx - \frac{x^3}{3}$
因此,当$x \rightarrow 0$时,$ \arctan x - x$ 的等价形式是$- \frac{x^3}{3}$。
首先,使用泰勒级数展开将$\arctan x$展开成无穷级数:
$\arctan x = x - \frac{x^3}{3} + \frac{x^5}{5} - \frac{x^7}{7} + \ldots$
然后,我们可以将$x$替换为$0$,得到:
$\arctan 0 = 0 - \frac{0^3}{3} + \frac{0^5}{5} - \frac{0^7}{7} + \ldots = 0$
因此,原表达式可以化简为:
$\arctan x - x = (x - \frac{x^3}{3} + \frac{x^5}{5} - \frac{x^7}{7} + \ldots) - x = - \frac{x^3}{3} + \frac{x^5}{5} - \frac{x^7}{7} + \ldots$
当$x \rightarrow 0$时,我们可以忽略高阶项,因为它们的幂次更高,所以我们可以得到等价形式:
$\arctan x - x \approx - \frac{x^3}{3}$
因此,当$x \rightarrow 0$时,$ \arctan x - x$ 的等价形式是$- \frac{x^3}{3}$。
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当 x 趋近于 0 时,arctanx 和 x 的值趋近于同一个数,这个数就是 arctanx 和 x 在 x 趋近于 0 时的极限。我们可以使用 L'Hôpital's rule 来求解这个问题。对于 arctanx 和 x,我们分别求导得:d(arctanx)/dx = 1/1*(x^2+1)/(x^2+1)^(3/2)d(x)/dx = 1因此,arctanx 和 x 在 x 趋近于 0 时的极限都为 1。所以,在 x 趋近于 0 时,arctanx-x 的值等于 arctanx 和 x 的值的差,即 1。
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