y=arctanx,則x=tany
arctanx′bai=1/tany′
tany′=(siny/cosy)′=(cosycosy-siny(-siny))/cos²y=1/cos²y
則arctanx′=cos²y=cos²y/(sin²y+cos²y)=1/(1+tan²y)=1/1+x²
故最終答案是1/(1+x²)
這一步求出了y=arctanx的導數,要求其冪級數可以觀察1/(1+x²)可以展開為冪級數。故應當展開1/(1+x²)。
或者這樣:
再來看剛好在收斂半徑上的點:
當然可以利用高階導數開進行泰勒展開:
附上完整版:
1、arctanx 的麥克勞林級數展開式,必須分三段考慮:
-∞ ≤ x ≤ -1、-1 < x < +1、1 < x < +∞
2、分成zhi三段的原因是:
A、在展開過程中,必須先求導,再積分;
B、在求導跟積分之間,必須運用公比小於1的無窮等比數列求和公式;
C、運用等比求和公式時,必須考慮收斂與否,因此必須分成兩部分:
|x| < 1、|x| ≥ 1;
D、在 |x| ≥ 1 時,有必須考慮積分的下限問題,因此還得再分為二。