题目
Problem
Find the Maclaurin’s series for ln(x+2)+ln(x2+5) up to and including the term in x2.
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题目中文翻译
求 ln(x+2)+ln(x2+5) 的麦克劳林级数,展开至包含 x2 项为止。
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原卷通用作答要求
Answer all questions. You should use a calculator where appropriate.
You must show all necessary working clearly; no marks will be given for unsupported answers from a calculator.
Give non-exact numerical answers correct to 3 significant figures, or 1 decimal place for angles in degrees, unless a different level of accuracy is specified in the question.
请回答所有题目。适当时应使用计算器。必须清楚展示所有必要的计算过程;仅给出计算器答案而没有过程,不予评分。除非题目另有精度要求,非精确数值答案保留 3 位有效数字,以度为单位的角度保留 1 位小数。
解答
解法一
思路
展开
分别提出两个对数里的常数因子,再使用 ln(1+u) 的展开。第二项的 u 已经是二次项。
答题过程
展开
Using ln(1+u)=u−21u2+O(u3) near u=0, we obtain
ln(x+2)==ln(x2+5)==ln2+ln(1+x/2)ln2+2x−8x2+O(x3),ln5+ln(1+x2/5)ln5+5x2+O(x4).
Adding gives ln10+2x+403x2+O(x3).
解法二
思路
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也可求原函数在零点的前两阶导数,再直接代入 Maclaurin 公式。
答题过程
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For f(x)=ln(x+2)+ln(x2+5),
f′(x)=f′′(x)=x+21+x2+52x,−(x+2)21+(x2+5)22(5−x2).
Thus f(0)=ln10, f′(0)=21 and f′′(0)=−41+52=203. Using f(x)=f(0)+xf′(0)+2x2f′′(0)+O(x3), the expansion is ln10+2x+403x2+O(x3).