関数 $f(x) = \sin(5x)$ のマクローリン展開を3次まで求める問題です。

解析学マクローリン展開三角関数微分
2025/6/5

1. 問題の内容

関数 f(x)=sin(5x)f(x) = \sin(5x) のマクローリン展開を3次まで求める問題です。

2. 解き方の手順

マクローリン展開は、関数を x=0x=0 の周りでテイラー展開したものです。
一般に、関数 f(x)f(x) のマクローリン展開は以下の式で与えられます。
f(x)=f(0)+f(0)x+f(0)2!x2+f(0)3!x3+f(x) = f(0) + f'(0)x + \frac{f''(0)}{2!}x^2 + \frac{f'''(0)}{3!}x^3 + \cdots
与えられた関数 f(x)=sin(5x)f(x) = \sin(5x) について、必要な微分を計算します。
f(x)=sin(5x)f(x) = \sin(5x)
f(x)=5cos(5x)f'(x) = 5\cos(5x)
f(x)=25sin(5x)f''(x) = -25\sin(5x)
f(x)=125cos(5x)f'''(x) = -125\cos(5x)
次に、それぞれの微分に x=0x=0 を代入します。
f(0)=sin(0)=0f(0) = \sin(0) = 0
f(0)=5cos(0)=5f'(0) = 5\cos(0) = 5
f(0)=25sin(0)=0f''(0) = -25\sin(0) = 0
f(0)=125cos(0)=125f'''(0) = -125\cos(0) = -125
これらの値をマクローリン展開の式に代入します。3次までなので、4次以上の項は無視します。
f(x)=0+5x+02!x2+1253!x3f(x) = 0 + 5x + \frac{0}{2!}x^2 + \frac{-125}{3!}x^3
f(x)=5x1256x3f(x) = 5x - \frac{125}{6}x^3

3. 最終的な答え

f(x)=5x1256x3f(x) = 5x - \frac{125}{6}x^3

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