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泰勒公式及其应用典型例题

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泰勒公式及其应用

常用近似公式

,将复杂函数用简单

的一次多项式函数近似地表示,这是一个进步。当然这种近似表示式还较粗糙(尤其当

较大时),从下图可看出。

上述近似表达式至少可在下述两个方面进行改进: 1、提高近似程度,其可能的途径是提高多项式的次数。

2、任何一种近似,应告诉它的误差,否则,使用者“ 心中不安”。

将上述两个想法作进一步地数学化: 对复杂函数希望

,想找多项式

来近似表示它。自然地,我们所具有的性态 —— 如:在某点的形式如何确定;。

近似

尽可能多地反映出函数

处的值与导数值;我们还关心产生的误差【问题一】

在含的

的开区间具有直到阶的导数,能否找出一个关于

次多项式

.

.

近似

?

【问题二】

若问题一的解存在,其误差

的表达式是什么?

一、【求解问题一】

问题一的求解就是确定多项式的系数

……………

上述工整且有规律的求系数过程,不难归纳出:

.

.

于是, 所求的多项式为:

(2)

二、【解决问题二】

泰勒(Tayler)中值定理

若函数当

在含有时,

的某个开区间

具有直到

阶导数,则

可以表示成

这里是

与之间的某个值。

先用倒推分析法探索证明泰勒中值定理的思路:

.

.

这表明:

只要对函数 之间反复使用【证明】以

与为端点的区间

在与

次柯西中值定理就有可能完成该定理的证明工作。

记为

阶的导数,

函数 且

在上具有直至

函数 且

于是,对函数 定理, 有

在上有直至阶的非零导数,

及 在上反复使用 次柯西中值

.

.

三、几个概念

1、

此式称为函数或者称之为函数当

按在点

的幂次展开到 处的

阶的泰勒公式;

阶泰勒展开式。

时, 泰勒公式变为

这正是拉格朗日中值定理的形式。 因此,我们也称泰勒公式中的余项。

为拉格朗日余项。

2、对固定的,若

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泰勒公式及其应用典型例题

.泰勒公式及其应用常用近似公式,将复杂函数用简单的一次多项式函数近似地表示,这是一个进步。当然这种近似表示式还较粗糙(尤其当较大时),从下图可看出。上述近似表达式至少可在下述两个方面
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