$y = \sin(3x)$ のマクローリン展開における第 $n+1$ 項を求める問題です。

解析学マクローリン展開三角関数級数
2025/6/19

1. 問題の内容

y=sin(3x)y = \sin(3x) のマクローリン展開における第 n+1n+1 項を求める問題です。

2. 解き方の手順

sin(x)\sin(x) のマクローリン展開は次の通りです。
sin(x)=n=0(1)nx2n+1(2n+1)!=xx33!+x55!x77!+\sin(x) = \sum_{n=0}^{\infty} \frac{(-1)^n x^{2n+1}}{(2n+1)!} = x - \frac{x^3}{3!} + \frac{x^5}{5!} - \frac{x^7}{7!} + \dots
したがって、sin(3x)\sin(3x) のマクローリン展開は、xx3x3x に置き換えることで得られます。
sin(3x)=n=0(1)n(3x)2n+1(2n+1)!=3x(3x)33!+(3x)55!(3x)77!+\sin(3x) = \sum_{n=0}^{\infty} \frac{(-1)^n (3x)^{2n+1}}{(2n+1)!} = 3x - \frac{(3x)^3}{3!} + \frac{(3x)^5}{5!} - \frac{(3x)^7}{7!} + \dots
この展開の第 n+1n+1 項は、nn の値を変数とする項です。したがって、第 n+1n+1 項は次のようになります。
(1)n(3x)2n+1(2n+1)!\frac{(-1)^n (3x)^{2n+1}}{(2n+1)!}

3. 最終的な答え

(1)n(3x)2n+1(2n+1)!\frac{(-1)^n (3x)^{2n+1}}{(2n+1)!}

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