# Разложение элементарных функций в ряд Маклорена ## Введение Ряд Маклорена — это частный случай ряда Тейлора, когда точка разложения $x_0=0$. Ряд Маклорена для функции $f(x)$ имеет вид: $$f(x)=\sum_{n=0}^{\infty}\frac{f^{(n)}(0)}{n!}x^n$$ ## Разложение элементарных функций ### Экспоненциальная функция Функция $f(x)=e^x$ разлагается в ряд Маклорена следующим образом: $$e^x=\sum_{n=0}^{\infty}\frac{x^n}{n!}$$ #### Доказательство Вычислим производные функции $f(x)=e^x$: $f^{(n)}(x)=e^x$ Таким образом, $f^{(n)}(0)=1$ для всех $n$. Подставим это в формулу ряда Маклорена: $e^x=\sum_{n=0}^{\infty}\frac{1}{n!}x^n$ ### Синус Функция $f(x)=\sin(x)$ разлагается в ряд Маклорена следующим образом: $$\sin(x)=\sum_{n=0}^{\infty}(-1)^n\frac{x^{2n+1}}{(2n+1)!}$$ #### Доказательство Вычислим производные функции $f(x)=\sin(x)$: $f^{(2n)}(x)=(-1)^n\sin(x)$ $f^{(2n+1)}(x)=(-1)^n\cos(x)$ Таким образом, $f^{(2n)}(0)=0$ и $f^{(2n+1)}(0)=(-1)^n$. Подставим это в формулу ряда Маклорена: $\sin(x)=\sum_{n=0}^{\infty}(-1)^n\frac{x^{2n+1}}{(2n+1)!}$ ### Косинус Функция $f(x)=\cos(x)$ разлагается в ряд Маклорена следующим образом: $$\cos(x)=\sum_{n=0}^{\infty}(-1)^n\frac{x^{2n}}{(2n)!}$$ #### Доказательство Вычислим производные функции $f(x)=\cos(x)$: $f^{(2n)}(x)=(-1)^n\cos(x)$ $f^{(2n+1)}(x)=(-1)^n\sin(x)$ Таким образом, $f^{(2n)}(0)=(-1)^n$ и $f^{(2n+1)}(0)=0$. Подставим это в формулу ряда Маклорена: $\cos(x)=\sum_{n=0}^{\infty}(-1)^n\frac{x^{2n}}{(2n)!}$ ### Логарифм Функция $f(x)=\ln(1+x)$ разлагается в ряд Маклорена следующим образом: $$\ln(1+x)=\sum_{n=1}^{\infty}(-1)^{n+1}\frac{x^n}{n}$$ #### Доказательство Вычислим производные функции $f(x)=\ln(1+x)$: $f^{(n)}(x)=(-1)^{n+1}(n-1)!(1+x)^{-n}$ Таким образом, $f^{(n)}(0)=(-1)^{n+1}(n-1)!$. Подставим это в формулу ряда Маклорена: $\ln(1+x)=\sum_{n=1}^{\infty}(-1)^{n+1}\frac{x^n}{n}$