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泰勒展开在哪里学?泰勒展开怎么得到的




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本文目录

  1. 泰勒公式在哪个点展开
  2. 泰勒展开式的公式是什么
  3. 如何用泰勒级数展开
  4. 如何用泰勒公式展开
  5. 求泰勒展开式的公式。

一、泰勒公式在哪个点展开

1、泰勒公式的展开是基于函数的局部逼近思想。当需要近似一个复杂函数在某个点的邻域内的行为时,可以使用泰勒公式进行展开。这个展开是在函数的定义域内,任意选取的一个点进行的。也就是说,对于任何函数在其定义域内的任意一点,都可以使用泰勒公式进行展开。展开后的公式包含了函数在该点的值以及该点附近的高阶导数信息,通过这种方法可以对函数进行局部的近似描述。

2、具体展开时,选择一个中心点和所需展开函数的近似阶数,利用函数的导数信息构建出一个多项式表达式来近似函数。这个多项式包含了函数在该点的值以及导数值,能够反映函数在该点附近的局部特性。因此,泰勒公式的展开点是灵活的,可以根据需要选择。在实际应用中,选择适当的展开点可以使近似更加准确和有效。

二、泰勒展开式的公式是什么

泰勒公式是一种用于近似计算函数在某一点附近的展开式。它可以用一组无限级数表示,并使用不同阶数的项来逐步逼近原始函数。以下是8个常用的泰勒公式展开:

f(x)= f(a)+ f'(a)*(x- a)+(1/2)* f''(a)*(x- a)²

f(x)= f(a)+ f'(a)*(x- a)+(1/2)* f''(a)*(x- a)²+(1/6)* f'''(a)*(x- a)³

sin(x)= x-(1/3!)* x³+(1/5!)* x⁵-(1/7!)* x⁷+…

cos(x)= 1-(1/2!)* x²+(1/4!)* x⁴-(1/6!)* x⁶+…

exp(x)= 1+ x+(1/2!)* x²+(1/3!)* x³+(1/4!)* x⁴+…

ln(1+x)= x-(1/2)* x²+(1/3)* x³-(1/4)* x⁴+…

这些泰勒展开公式可用于在给定点处对各种函数进行近似计算,尤其在数学和物理问题中广泛应用。注意,具体的展开项数取决于所需精度,更高阶的泰勒展开包含更多项,因此在计算中需要权衡精确度和计算效率。

三、如何用泰勒级数展开

1、一个二元函数f(x,y)在点(a,b)上的泰勒展开式为:f(x,y)= f(a,b)+ df(a,b)/dx[x- a]+ df(a,b)/dy[y- b]+ d^2f(a,b)/dx^2[x-a]^2/2+ d^2f(a,b)/dy^2[y-b]^2/2+ d^2f(a,b)/[dxdy][x-a][y-b]+ h。

2、其中,h为余项。当f(x,y)二阶导数连续,x->a,y->b时,h是[(x-a)(y-b)]的高阶无穷小量。

3、设平面点集D包含于R,若按照某对应法则f,D中每一点P(x,y)都有唯一的实数z与之对应,则称f为在D上的二元函数。

4、且称D为f的定义域,P对应的z为f在点P的函数值,记作z=f(x,y);全体函数值的集合称为f的值域。一般来说,二元函数是空间的曲面,如双曲抛物面(马鞍形)z=xy。二元函数可以认为是有两个自变量一个因变量,可以认为是三维的函数,空间函数。

5、对于任意给定的ε>0,存在某一个正数δ,对于D上任意一点P0,只要P在P0的δ邻域与D的交集内,就有|f(P0)-f(P)|<ε,则称f关于集合D一致连续,一致连续比连续的条件要苛刻很多。

四、如何用泰勒公式展开

1、泰勒公式是一种将一个函数在某一点附近展开成无限项多项式的方法,其推导过程如下:

2、设$f(x)$在$x=a$处有$n$阶导数,则有:

3、$$f(x)=\sum_{k=0}^{n}\frac{f^{(k)}(a)}{k!}(x-a)^k+\frac{f^{(n+1)}(\xi)}{(n+1)!}(x-a)^{n+1}$$

4、其中,$\xi$是$x$和$a$之间的某个值,即$x$和$a$之间的某个点。

5、这里解释一下上式中的各个符号:

6、-$f^{(k)}(a)$表示$f(x)$在$x=a$处的$k$阶导数;

7、-$(x-a)^k$表示$(x-a)$的$k$次方。

8、$$R_n(x)=f(x)-\sum_{k=0}^{n}\frac{f^{(k)}(a)}{k!}(x-a)^k$$

9、这里,我们将$f(x)$用其在$a$处展开成$n$次多项式来逼近它自己。然后,我们要证明当$n\rightarrow \infty$时,有:

10、也就是说,在无限次展开后,误差会趋近于零。

11、接着,我们对上式进行求导,并利用了求导的线性性质:

12、$$R_n^{(k)}(a)=f^{(k)}(a)-\sum_{j=0}^{n}\frac{f^{(j+k)}(a)}{j!}(a-a)^j=f^{(k)}(a)-f^{(k)}(a)=0$$

13、这里,我们用到了当$j<k$时,$f^{(j+k)}=0$。

14、$$R_n(x)=\frac{R_n^{(n+1)}(\xi)}{(n+1)!}(x-a)^{n+1}$$

15、这里,我们用到了拉格朗日中值定理。注意到当$n\rightarrow \infty$时,$\xi$将趋近于$a$。因此,

16、$$\lim_{n\rightarrow \infty}R_n(x)=\lim_{n\rightarrow \infty}\frac{R_n^{(n+1)}(\xi)}{(n+1)!}(x-a)^{n+1}=0$$

五、求泰勒展开式的公式。

泰勒公式是函数展开的一种方式,即把一个函数在某一点的邻域内展开成一个多项式形式。下面就为您详细介绍一下常见的泰勒公式。

f(x)=f(a)+f′(a)(x−a)其中f(a)为f(x)在x=a处的函数值,f′(a)为f(x)在x=a处的导数。

f(x)=f(a)+f′(a)(x−a)+f′′(a)(x−a)2/2其中f′′(a)为f(x)在x=a处的二阶导数。

f(x)=f(a)+f′(a)(x−a)+f′′(a)(x−a)2/2+f′′′(a)(x−a)3/6其中f′′′(a)为f(x)在x=a处的三阶导数。

sin(x)=x−x3/3!+x5/5!−x7/7!+⋯其中!表示阶乘。

cos(x)=1−x2/2!+x4/4!−x6/6!+⋯其中!表示阶乘。

e^x=1+x+x2/2!+x3/3!+⋯其中!表示阶乘。

ln(1+x)=x−x2/2+x3/3−x4/4+⋯当|x|<1时。

总之,泰勒公式是很常用的一个数学工具,主要用于在给定点附近的多项式逼近问题中。掌握和灵活运用泰勒公式是学习高等数学、物理等方面的基本功。

泰勒公式,是一个用函数在某点的信息描述其附近取值的公式。如果函数满足一定的条件,泰勒公式可以用函数在某一点的各阶导数值做系数构建一个多项式来近似表达这个函数。

泰勒公式得名于英国数学家布鲁克·泰勒,他在1712年的一封信里首次叙述了这个公式。泰勒公式是为了研究复杂函数性质时经常使用的近似方法之一,也是函数微分学的一项重要应用内容。

OK,本文到此结束,希望对大家有所帮助。

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