関数 $f(x) = \log(1+x)$ をマクローリン展開し、$x^2$ の項まで求め、それを使って $\log(1.001)$ の値の近似値を求める問題です。

解析学マクローリン展開対数関数近似
2025/6/9

1. 問題の内容

関数 f(x)=log(1+x)f(x) = \log(1+x) をマクローリン展開し、x2x^2 の項まで求め、それを使って log(1.001)\log(1.001) の値の近似値を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、f(x)=log(1+x)f(x) = \log(1+x) のマクローリン展開を x2x^2 の項まで求めます。
マクローリン展開は、
f(x)=f(0)+f(0)x+f(0)2!x2+f(x) = f(0) + f'(0)x + \frac{f''(0)}{2!}x^2 + \dots
で与えられます。
f(x)=log(1+x)f(x) = \log(1+x) なので、f(0)=log(1)=0f(0) = \log(1) = 0 です。
f(x)=11+xf'(x) = \frac{1}{1+x} なので、f(0)=1f'(0) = 1 です。
f(x)=1(1+x)2f''(x) = -\frac{1}{(1+x)^2} なので、f(0)=1f''(0) = -1 です。
したがって、
f(x)0+1x+12x2=xx22f(x) \approx 0 + 1 \cdot x + \frac{-1}{2}x^2 = x - \frac{x^2}{2}
となります。
次に、この近似式を使って log(1.001)\log(1.001) の近似値を求めます。
log(1.001)=log(1+0.001)\log(1.001) = \log(1 + 0.001) なので、x=0.001x = 0.001 を代入します。
log(1.001)0.001(0.001)22=0.0010.0000012=0.0010.0000005=0.0009995\log(1.001) \approx 0.001 - \frac{(0.001)^2}{2} = 0.001 - \frac{0.000001}{2} = 0.001 - 0.0000005 = 0.0009995

3. 最終的な答え

log(1.001)\log(1.001) の近似値は 0.00099950.0009995 です。
したがって、答えは

3. です。

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