明治大学 先端数理科学研究科 現象数理学専攻 2020年8月実施 微积分
Author
思齐塾, 祭音Myyura
Description
(1) 次の関数を3次の項までマクローリン展開せよ。
(a) xcosx
(b) log(1+3x)
(2) 極限 limx→0(log(1+3x)1−3xcosx1) を求めよ。
(3) 次の積分を計算せよ。
∭Vzdxdydz,V={(x,y,z)∣0≤x≤1,0≤y≤1−x,0≤z≤1−x−y}.
题目描述
(1) 将下列函数作 Maclaurin 展开,写到三次项为止。
(a) xcosx
(b) log(1+3x)
(2) 求极限
x→0lim(log(1+3x)1−3xcosx1).
(3) 计算三重积分
∭Vzdxdydz,
其中
V={(x,y,z)∣0≤x≤1,0≤y≤1−x,0≤z≤1−x−y}.
Kai
(1)(a)
f(x)=xcosx
f′(x)=cosx−xsinx
f′′(x)=−sinx−sinx−xcosx=−2sinx−xcosx
f′′′(x)=−2cosx−cosx+xsinx=−3cosx+xsinx
f(0)=0,f′(0)=1,f′′(0)=0,f′′′(0)=−3
xcosx=f(0)+f′(0)x+2!f′′(0)x2+3!f′′′(0)x3+...
=x+6−3x3+...
=x−21x3+O(x5)
(b)
log(1+3x)=3x−2(3x)2+3(3x)3+O(x4)
=3x−29x2+9x3+O(x4)
(2)
limx→0(log(1+3x)1−3xcosx1)=limx→03xcosxlog(1+3x)3xcosx−log(1+3x)
log(1+3x)=3x−2(3x)2+3(3x)3+O(x4)=3x−29x2+9x3+O(x4)
cosx=1−2x2+O(x4)
3xcosx=3x(1−2x2+O(x4))=3x−23x3+O(x5)
3xcosx−log(1+3x)=3x−23x3−(3x−29x2+9x3)+O(x4)=29x2−221x3+O(x4)
3xcosxlog(1+3x)=(3x−23x3)(3x−29x2+9x3)+O(x5)=9x2−227x3+27x4−227x4+O(x5)=9x2−227x3+227x4+O(x5)
limx→09x2−227x329x2−221x3=limx→09−227x29−221x=929=21
(3)
∭Vzdxdydz=∫01∫01−x∫01−x−yzdzdydx=∫01∫01−x21(1−x−y)2dydx=∫01[−61(1−x−y)3]01−xdx=∫0161(1−x)3dx=[−241(1−x)4]01=241