y=arctanx,则x=tany
arctanx′bai=1/tany′
tany′=(siny/cosy)′=(cosycosy-siny(-siny))/cos²y=1/cos²y
则arctanx′=cos²y=cos²y/(sin²y+cos²y)=1/(1+tan²y)=1/1+x²
故最终答案是1/(1+x²)

这一步求出了y=arctanx的导数,要求其幂级数可以观察1/(1+x²)可以展开为幂级数。故应当展开1/(1+x²)。

将y=arctanx展开为x的幂级数

 

 

或者这样:

将y=arctanx展开为x的幂级数

 

再来看刚好在收敛半径上的点:

将y=arctanx展开为x的幂级数

 

当然可以利用高阶导数开进行泰勒展开:

 将y=arctanx展开为x的幂级数

 

 

 

 

附上完整版:

1、arctanx 的麦克劳林级数展开式,必须分三段考虑:

      -∞ ≤ x ≤ -1、-1 < x < +1、1 < x < +∞

2、分成zhi三段的原因是:

      A、在展开过程中,必须先求导,再积分;

      B、在求导跟积分之间,必须运用公比小于1的无穷等比数列求和公式;

      C、运用等比求和公式时,必须考虑收敛与否,因此必须分成两部分:

            |x| < 1、|x| ≥ 1;

      D、在 |x| ≥ 1 时,有必须考虑积分的下限问题,因此还得再分为二。

将y=arctanx展开为x的幂级数

 

 

将y=arctanx展开为x的幂级数

 

 

将y=arctanx展开为x的幂级数

 

 如何将函数f=arctan展开成x的幂级数

 

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