問題詳情

2. 設f(x)=ln (1+x ),則

=?
(A) -2020!
(B) -2021!
(C) 2020 !
(D) 2021 !

參考答案

答案:C
難度:計算中-1
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用户評論

柯韋安】評論

我們可以使用多項式展開式來計算 f(x) 在 x=0 處的第 2021 階導數。首先,我們有以下多項式展開式:ln(1 + x) = Σ[n>=1] (-1)^(n+1) (x^n / n)其中 Σ[n>=1] 表示從 n=1 開始的無限求和,也就是:Σ[n>=1] (-1)^(n+1) (x^n / n) = (-1)^2 (x^2 / 2) + (-1)^3 (x^3 / 3) + (-1)^4 (x^4 / 4) + ... + (-1)^(2022) (x^2022 / 2022) + ...我們可以將上式簡化為:Σ[n>=1] (-1)^(n+1) (x^n / n) = Σ[n>=2] (-1)^(n+1) (x^n / n)注意到我們只需要計算 x=0 處的第 2021 階導數,因此我們只需要計算上式中的 x^2021 / 2021 的係數。係數的計算方式為,找到能整除 2021 的所有 n,然後計算每個 n 對應的係數,再將它們相加。因為 2021 是質數,所以只有 n=2021 時才有非零係數。係數的計算方式與多項式展開式中每一項的形式有關。在這個多項式展開式中,每一項都具有形如 (-1)^n (x^n / n) 的形式。如果我們想要計算 f(x) 在 x=0 處的第 k 階導數,我們需要找到這個多項式展開式中所有形如 x^k / k 的項,然後將它們的係數相加,即為 f^(k)(0)。在這個問題中,我們需要計算 f(x) 在 x=0 處的第 2021 階導數,即需要找到這個多項式展開式中所有形如 x^2021 / 2021 的項,然後將它們的係數相加。因為 2021 是質數,所以只有當 n=2021 時,x^n / n 才會成為一項,也就是說只有當 n=2021 時,這一項的係數才不為零。因此我們只需要計算這一項的係數,即 (-1)^(2022) (1/2021)。因此,x^2021 在上式中的係數為:(-1)^(2022) (1/2021)注意到 (-1)^(2022) = 1,因此係數為 1/2021。因此,f(x) 在 x=0 處的第 2021 階導數為:f^(2021)(0) = 2021! * (1/2021) = 2020!故本題答案為(C)。