高等数学:第三章 微分中值定理与导数的应用(3)泰勒公式 |
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§3.3 泰勒公式 常用近似公式 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 【问题一】 设 近似 【问题二】 若问题一的解存在,其误差 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:
二、【解决问题二】 泰勒(Tayler)中值定理 若函数 这里 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 【证明】 以 函数 且 函数 且 于是,对函数 三、几个概念 1、 此式称为函数 或者称之为函数 当 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。
2、对固定的 有 此式可用作误差界的估计。 故 表明: 误差 3、若 泰勒公式有较简单的形式 —— 麦克劳林公式 近似公式 误差估计式 【例1】求 解:
于是 有近似公式 其误差的界为 我们有函数 (1)、 在matlab中再分别作出这些图象,观察到它们确实在逐渐逼近指数函数。 【例2】求 解: 它们的值依次取四个数值 其中: 同样,我们也可给出曲线
【例3】求 解:
于是: 利用泰勒展开式求函数的极限,可以说是求极限方法中的“终极武器”, 使用这一方法可求许多其它方法难以处理的极限。 【例4】利用泰勒展开式再求极限 解: 【注解】 现在,我们可以彻底地说清楚下述解法的错误之处 因为 当 【例5】利用三阶泰勒公式求 解: 故:
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