幂级数的应用
一.函数值的近似计算
如果将未知数已表示成级数
(1)
而取其部分和作为的近似值,此时所产生的误差,来源于两上方面:一是级数的余项
(2)
称为截断误差;另一是在计算时,由于四舍五入所产生的误差,称为舍入误差.
如果级数(1)是交错级数,并且满足莱布尼茨定理,则
如果所考虑的级数(1)不是交错级数,一般可通过适当放大余和中的知项,设法找出一个比原级数稍大且容易估计余项的新级数(如等比级数等),从而可采取新级数余项的数值,作为原级数的截断误差的估计值,且有.
二.计算定积分
被积函数在积分区间上能展开成幂级数,则可通过对幂级数展开式的逐项积分,用积分后的级数近似计算定积分.求解方法:
被积函数 定积分近似值
↓ ↑
展开成幂级数 → 逐项积分
三.求常数项级数的和
借助幂级数的和函数来求常数项级数的和的方法,即所谓的阿贝尔方法,其基本步骤如下:
1. 对所给常数项级数,构造幂级数;
2. 利用幂级数的运算性质,求出的和函数;
3. 所求常数项级数.
四.欧拉公式
当为实数时,对
,
有 (1)
用替换,得
, (2)
从而 , (3)
公式(1)—(3)统称为欧拉公式. 在(1)式中,令,即得到著名的欧拉公式
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