第三节 泰勒 ( Taylor )公式 — 应用 一、泰勒公式的建立 二、几个初等函数的麦克劳林公式 三、泰勒公式的应用 第三章 理论分析

Slides:



Advertisements
Similar presentations
数值分析 第五节 数值微分 在实际问题中,往往会遇到某函数 f(x) 是用表格 表示的, 用通常的导数定义无法求导, 因此要寻求其他 方法近似求导。常用的数值微分方法有 : 一. 运用差商求数值微分 二.运用插值函数求数值微分 三. 运用样条插值函数求数值微分 四. 运用数值积分求数值微分.
Advertisements

第二章 导数与微分 主讲人:张少强 Tianjin Normal University 计算机与信息工程学院.
高等数学( XJD ) 第二章 导数与微分 返回 高等数学( XAUAT ) 高等数学( XJD ) 求导法则 基本公式 导 数 导 数 微 分微 分 微 分微 分 求导方法 高阶导数 微分法则 导数与微分关系图导数与微分关系图.
一、微分的定义 二、微分的几何意义 三、微分公式及微分法则 四、微分在近似计算中的应用 五、小结 思考题.
1 函数的微分 微分的定义 微分的几何意义 基本初等函数 的微分公式与 微分的运算法则 微分在近似计算中的应用 微分的近似计算 误差估计 基本初等函数的微分公式 和、差、积、商的微分法则 复合函数的微分法则.
第五节 函数的微分 一、微分的定义 二、微分的几何意义 三、基本初等函数的微分公式与微分运算 法则 四、微分形式不变性 五、微分在近似计算中的应用 六、小结.
第二章 导数与微分 习题课 主要内容 典型例题 测验题. 求 导 法 则求 导 法 则 求 导 法 则求 导 法 则 基本公式 导 数 导 数 微 分微 分 微 分微 分 高阶导数 高阶微分 一、主要内容.
目录 上页 下页 返回 结束 习题课 一、导数和微分的概念及应用 二、导数和微分的求法 导数与微分 第二章.
一、问题的提出 实例 : 正方形金属薄片受热后面积的改变量. 再例如, 既容易计算又是较好的近似值 问题 : 这个线性函数 ( 改变量的主要部分 ) 是否 所有函数的改变量都有 ? 它是什么 ? 如何求 ?
第三章 微积分学的创始人 : 德国数学家 Leibniz 微分学 导数描述函数变化快慢 --- 变化率 --- 切线 斜率 --- 相对误差 微分 描述函数变化程度 --- 函数值的增量 --- 绝对误差 都是描述物质运动的工具 ( 从微观上研究函数 ) 导数与微分 导数思想最早由法国 数学家 Fermat.
1 主要内容 : 1. 微分的概念. 2. 微分的几何意义. 3. 微分的运算 4. 微分在近似计算中的应用 2.5 微分.
一、问题提出 二、微分的定义 三、可微的条件 四、微分的几何意义 五、 微分的求解 六、 微分的应用 七、 小结.
1 大学数学教研室 2016年8月19日4时39分 2016年8月19日4时39分 2016年8月19日4时39分 2016年8月19日4时39分 2016年8月19日4时39分 2016年8月19日4时39分 2016年8月19日4时39分 2016年8月19日4时39分 2016年8月19日4时39分.
2.8 函数的微分 1 微分的定义 2 微分的几何意义 3 微分公式与微分运算法则 4 微分在近似计算中的应用.
第八章 第四节 机动 目录 上页 下页 返回 结束 一个方程所确定的隐函数 及其导数 隐函数的微分法.
第七节 函数的微分 一 、微分 概念 二、微分的几何意义 三、 基本初等函数的微分公 式与 微分运算法则 四 、小结.
1 第二节 微 分 § 微分概念 § 微分公式和运算法则 § 高阶微分 § 微分在近似计算中的应用举例 误差估计.
第 4 章 数值微积分. 4.1 内插求积 Newton-Cotes 公式 第 4 章 数值微积分 4.1 内插求积 Newton-Cotes 公式.
2.6 隐函数微分法 第二章 第二章 二、高阶导数 一、隐式定义的函数 三、可微函数的有理幂. 一、隐函数的导数 若由方程 可确定 y 是 x 的函数, 由 表示的函数, 称为显函数. 例如, 可确定显函数 可确定 y 是 x 的函数, 但此隐函数不能显化. 函数为隐函数. 则称此 隐函数求导方法.
5.4 微 分 一、微分概念 二、微分的运算法则与公式 三、微分在近似计算上的应用. 引例 一块正方形金属片受热后其边长 x 由 x 0 变到 x 0  x  考查此薄片的面积 A 的改变情况  因为 A  x 2  所以金属片面 积的改变量为  A  (x 0 
2.5 函数的微分 一、问题的提出 二、微分的定义 三、可微的条件 四、微分的几何意义 五、微分的求法 六、小结.
第二章 导数与微分 一. 内 容 要 点 二. 重 点 难 点 三. 主 要 内 容 四. 例 题与习题.
第二章 导数与微分. 二、 微分的几何意义 三、微分在近似计算中的应用 一、 微分的定义 2.3 微 分.
全微分 教学目的:全微分的有关概念和意义 教学重点:全微分的计算和应用 教学难点:全微分应用于近似计算.
第三节 微分 3.1 、微分的概念 3.2 、微分的计算 3.3 、微分的应用. 一、问题的提出 实例 : 正方形金属薄片受热后面积的改变量.
第三章 函数逼近 — 最佳平方逼近.
二、二阶导数的应用 4.5 函数极值的判定 [定理4.6]
一、利用导数作近似计算 1. 近似计算 是用计算方法得到一定精度的计算结果. y 于是 o x.
第十章 第三节 格林公式及其应用 一、格林公式 二、平面上曲线积分与路径无关的 等价条件 机动 目录 上页 下页 返回 结束.
第三章 习题课 中值定理及导数的应用 一、 微分中值定理及其应用 二、 导数应用 机动 目录 上页 下页 返回 结束.
例题 教学目的: 微积分基本公式 教学重点: 牛顿----莱布尼兹公式 教学难点: 变上限积分的性质与应用.
第二节 微积分基本定理 一、积分上限函数及其导数 二、积分上限函数求导法则 三、微积分基本公式.
高等数学电子教案 第五章 定积分 第三节 微积分基本定理.
§5 微积分学基本定理 本节将介绍微积分学基本定理, 并用以证明连续函数的原函数的存在性. 在此基础上又可导出定积分的换元积分法与分部积分法. 一、变限积分与原函数的存在性 二、换元积分法与分部积分法 三、泰勒公式的积分型余项 返回.
第五节 微积分基本公式 、变速直线运动中位置函数与速度 函数的联系 二、积分上限函数及其导数 三、牛顿—莱布尼茨公式.
一、原函数与不定积分 二、不定积分的几何意义 三、基本积分公式及积分法则 四、牛顿—莱布尼兹公式 五、小结
第二节 微积分基本公式 1、问题的提出 2、积分上限函数及其导数 3、牛顿—莱布尼茨公式 4、小结.
第四章 定积分及其应用 4.3 定积分的概念与性质 微积分基本公式 定积分的换元积分法与分部积分法 4.5 广义积分
数 学 分 析 第九章 定积分 第二节 微积分学基本公式 主讲:师建国.
第四章 函数的积分学 第六节 微积分的基本公式 一、变上限定积分 二、微积分的基本公式.
复习 定积分的实质: 特殊和式的极限 2. 定积分的思想和方法 分割,近似, 求和,取极限 3. 定积分的性质
第5章 定积分及其应用 基本要求 5.1 定积分的概念与性质 5.2 微积分基本公式 5.3 定积分的换元积分法与分部积分法
定积分的概念与性质 变上限积分的概念与定理 牛顿-莱布尼茨公式 讨论或证明变上限积分的特性
第三节 函数的求导法则 一 函数的四则运算的微分法则 二 反函数的微分法则 三 复合函数的微分法则及微分 形式不变性 四 微分法小结.
高等数学 第三十四讲 函数的微分 主讲教师:陈殿友 总课时: 128.
第五节 函数的微分 一、微分的概念 二、微分运算法则 三、微分在近似计算中的应用 四、微分在估计误差中的应用 第二章
第六章 微分中值定理及其应用.
§5 微分及其应用 一、微分的概念 实例:正方形金属薄片受热后面积的改变量..
第二章 导数与微分 第二节 函数的微分法 一、导数的四则运算 二、复合函数的微分法.
问题1 设 问.
第三节 中值定理 导数的应用 § 中值定理 § 洛必达法则 § 泰勒公式 § 导数的应用.
第三章 导数与微分 习 题 课 主要内容 典型例题.
2-7、函数的微分 教学要求 教学要点.
§5 微分及其应用 一、微分的概念 实例:正方形金属薄片受热后面积的改变量..
§3 微分及其运算 一、微分的定义 二、基本初等函数的微分公式与 微分运算法则.
第5章 §5.3 定积分的积分法 换元积分法 不定积分 分部积分法 换元积分法 定积分 分部积分法.
第四章 数值积分与数值微分 — 复合求积公式 — Romberg 算法.
§2 求导法则 2.1 求导数的四则运算法则 下面分三部分加以证明, 并同时给出相应的推论和例题 .
第五节 第二章 函数的微分 一、微分的概念 二、微分运算法则 三、微分在近似计算中的应用 *四、微分在估计误差中的应用.
第三节 泰勒 ( Taylor )公式 — 应用 一、泰勒公式的建立 二、几个初等函数的麦克劳林公式 三、泰勒公式的应用 第三章 理论分析
§3 泰勒公式 多项式函数是最简单的函数.用多项 式来逼近一般的函数是近似计算的重 要内容,也是数学的研究课题之一.
4.2.1 原函数存在定理 1、变速直线运动问题 变速直线运动中路程为 另一方面这段路程可表示为 4.2 微积分基本定理(79)
第三章 函数的微分学 第二节 导数的四则运算法则 一、导数的四则运算 二、偏导数的求法.
4) 若A可逆,则 也可逆, 证明: 所以.
第三节 函数的微分 3.1 微分的概念 3.2 微分的计算 3.3 微分的应用.
第六模块 无穷级数 第五节 函数的幂级数展开 一、 麦克劳林 (Maclaurin) 公式 二、 直接展开法 三、 间接展开法.
第三节 泰勒公式 一、泰勒公式的建立 二、几个初等函数的麦克劳林公式 三、泰勒公式的应用 第三章 理论分析 目的-用多项式近似表示函数.
第三节 泰勒 ( Taylor )公式 — 应用 一、泰勒公式的建立 二、几个初等函数的麦克劳林公式 三、泰勒公式的应用 第三章 理论分析
第四节 向量的乘积 一、两向量的数量积 二、两向量的向量积.
第四章 函数的 积分学 第七节 定积分的换元积分法     与分部积分法 一、定积分的换元积分法 二、定积分的分部积分法.
Presentation transcript:

第三节 泰勒 ( Taylor )公式 — 应用 一、泰勒公式的建立 二、几个初等函数的麦克劳林公式 三、泰勒公式的应用 第三章 理论分析 用多项式近似表示函数 — 应用 近似计算 一、泰勒公式的建立 二、几个初等函数的麦克劳林公式 三、泰勒公式的应用 机动 目录 上页 下页 返回 结束

一、泰勒公式的建立 在微分应用中已知近似公式 : 特点: 如何提高精度 ? 需要解决的问题 如何估计误差 ? x 的一次多项式 以直代曲 机动 目录 上页 下页 返回 结束

1. 求 n 次近似多项式 要求: 令 则 故 机动 目录 上页 下页 返回 结束

2. 余项估计 令 (称为余项) , 则有 机动 目录 上页 下页 返回 结束

机动 目录 上页 下页 返回 结束

泰勒中值定理 : 阶的导数 , 则当 时, 有 ① 其中 ② 公式 ① 称为 的 n 阶泰勒公式 . 运行时, 点击按钮“泰勒”, 或相片 , 可显示泰勒简介,演示结束自动返回. 公式 ① 称为 的 n 阶泰勒公式 . 公式 ② 称为n 阶泰勒公式的拉格朗日余项 . 泰勒 目录 上页 下页 返回 结束

在不需要余项的精确表达式时 , 泰勒公式可写为 注意到 ③ 在不需要余项的精确表达式时 , 泰勒公式可写为 ④ 公式 ③ 称为n 阶泰勒公式的佩亚诺(Peano) 余项 . * 可以证明: * 证明见江泽坚“数学分析”(上册)。 ④ 式成立 机动 目录 上页 下页 返回 结束

特例: 给出拉格朗日中值定理 (1) 当 n = 0 时, 泰勒公式变为 (2) 当 n = 1 时, 泰勒公式变为 可见 误差 机动 目录 上页 下页 返回 结束

在泰勒公式中若取 则有 称为麦克劳林( Maclaurin )公式 . 由此得近似公式 若在公式成立的区间上 则有误差估计式 运行时, 点击按钮“麦克劳林” , 或 相片 , 可显示麦克劳林简介, 演示结束自动返回. 若在公式成立的区间上 则有误差估计式 麦克劳林 目录 上页 下页 返回 结束

二、几个初等函数的麦克劳林公式 其中 机动 目录 上页 下页 返回 结束

其中 机动 目录 上页 下页 返回 结束

类似可得 其中 机动 目录 上页 下页 返回 结束

其中 机动 目录 上页 下页 返回 结束

已知 类似可得 其中 机动 目录 上页 下页 返回 结束

三、泰勒公式的应用 1. 在近似计算中的应用 误差 M 为 在包含 0 , x 的某区间上的上界. 需解问题的类型: 1) 已知 x 和误差限 , 要求确定项数 n ; 2) 已知项数 n 和 x , 计算近似值并估计误差; 3) 已知项数 n 和误差限 , 确定公式中 x 的适用范围. 机动 目录 上页 下页 返回 结束

例1. 计算无理数 e 的近似值 , 使误差不超过 解: 已知 的麦克劳林公式为 令 x = 1 , 得 由于 欲使 因此 由计算可知当 n = 9 时上式成立 , 机动 目录 上页 下页 返回 结束

说明: 注意舍入误差对计算结果的影响. 本例 若每项四舍五入到小数点后 6 位,则 各项舍入误差之和不超过 总误差为 这时得到的近似值不能保证误差不超过 因此计算时中间结果应比精度要求多取一位 . 机动 目录 上页 下页 返回 结束

例2. 用近似公式 计算 cos x 的近似值, 使其精确到 0.005 , 试确定 x 的适用范围. 解: 近似公式的误差 令 解得 即当 时, 由给定的近似公式计算的结果 能准确到 0.005 . 机动 目录 上页 下页 返回 结束

2. 利用泰勒公式求极限 用洛必塔法则不方便 ! 例3. 求 解: 用泰勒公式将分子展到 项, 由于 机动 目录 上页 下页 返回 结束

3. 利用泰勒公式证明不等式 例4. 证明 证: 机动 目录 上页 下页 返回 结束