$(1+x)^{\alpha}$ 的 Taylor 展开式.  指将其展开成 $x$ 的幂级数.

\[
(1+x)^{\alpha}=1+\alpha x+\frac{\alpha(\alpha-1)}{2!}x^2+\frac{\alpha(\alpha-1)(\alpha-2)}{3!}x^3+\cdots+\frac{\alpha(\alpha-1)(\alpha-2)\cdots\bigl(\alpha-(n-1)\bigr)}{n!}x^n+\cdots
\]

这里 $x\in(-1,1)$.  如果记

\[\binom{\alpha}{n}=\frac{\alpha(\alpha-1)(\alpha-2)\cdots\bigl(\alpha-(n-1)\bigr)}{n!},\]

则可以简记为

\[
(1+x)^{\alpha}=\sum_{n=0}^{\infty}\binom{\alpha}{n}x^n.
\]

特别的, 令 $\alpha=\frac{1}{2}$, 则得到 $\sqrt{1+x}$ 的 Taylor 展开式.

\[
\sqrt{1+x}=1+\frac{1}{2}x-\frac{1}{2\cdot 4}x^2+\frac{1\cdot 3}{2\cdot 4\cdot 6}x^3-\frac{1\cdot 3\cdot 5}{2\cdot 4\cdot 6\cdot 8}x^4+\cdots
\]

这里 $x\in[-1,1]$.  如果约定 $(-1)!!=0!!=1$, 则可以写为

\[
\sqrt{1+x}=1+\sum_{n=1}^{\infty}(-1)^{n-1}\cdot\frac{(2n-3)!!}{(2n)!!}x^n
\]

证明:  上面的级数在 $x=\pm 1$ 时收敛.

[Hint]  $x=1$ 时, 级数为交错级数, 使用 Leibniz 判别法;  $x=-1$ 时, 使用 Raabe 判别法.

当 $\alpha=-\frac{1}{2}$ 时, 得到 $\frac{1}{\sqrt{1+x}}$ 的 Taylor 展开式.

\[
\begin{split}
\frac{1}{\sqrt{1+x}}&=1-\frac{1}{2}x+\frac{(-\frac{1}{2})(-\frac{1}{2}-1)}{2!}x^2+\frac{(-\frac{1}{2})(-\frac{1}{2}-1)(-\frac{1}{2}-2)}{3!}x^3\\
&\qquad+\cdots+\frac{(-\frac{1}{2})(-\frac{1}{2}-1)(-\frac{1}{2}-2)\cdots\bigl(-\frac{1}{2}-(n-1)\bigr)}{n!}x^n+\cdots\\
&=1-\frac{1}{2}x+\frac{1\cdot 3}{2!\cdot 2^2}x^2-\frac{1\cdot 3\cdot 5}{3!\cdot 2^3}x^3+\cdots+(-1)^n\cdot\frac{1\cdot 3\cdot 5\cdots(2n-1)}{n!\cdot 2^n}x^n+\cdots\\
&=\sum_{n=0}^{\infty}(-1)^n\cdot\frac{(2n-1)!!}{(2n)!!}x^n
\end{split}
\]

证明此级数在 $x=1$ 处收敛, 在 $x=-1$ 处发散.