几个初等函数的麦克劳林公式课件

单击以编辑,母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,目录 上页 下页 返回 结束,二、几个初等函数的麦克劳林公式,第三节,一、泰勒公式的建立,三、泰勒公式的应用,应用,目的用多项式近似表示函数.,理论分析,近似计算,泰勒公式,第,三,章,特点:,一、泰勒公式的建立,以直代曲,在微分应用中已知近似公式:,需要解决的问题,如何提高精度?,如何估计误差?,x,的一次多项式,1.求,n,次近似多项式,要求:,故,令,则,2.余项估计,令,(称为余项),则有,公式,称为 的,n,阶泰勒公式,.,公式,称为,n,阶泰勒公式的,拉格朗日余项,.,泰勒,(,Taylor),中值定理:,阶的导数,时,有,其中,则当,泰勒,公式,称为,n,阶泰勒公式的,佩亚诺,(,Peano,),余项,.,在不需要余项的精确表达式时,泰勒公式可写为,注意到,*,可以证明:,式成立,特例:,(,1)当,n,=0,时,泰勒公式变为,(,2)当,n,=1,时,泰勒公式变为,给,出拉格朗日中值定理,可见,误差,称为,麦克劳林(,Maclaurin,),公式.,则有,在泰勒公式中若取,则有误差估计式,若在,公式成立的区间上,麦克劳林,由此得近似公式,二、几个初等函数的麦克劳林公式,其中,麦克劳林公式,其中,麦克劳林公式,麦克劳林公式,类似可得,其中,其中,麦克劳林公式,已知,其中,因此可得,麦克劳林公式,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.,例,1.,计算无理数,e,的近似值,使误差不超过,解:,已知,令,x,=1,得,由于,欲使,由计算可知当,n,=9,时上式成立,因此,的麦克劳林公式为,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,总误差限为,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.,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,.,2.利用泰勒公式求极限,例,3.,求,解:,由于,用洛必达法则不方便,!,用泰勒公式将分子展到,项,3.利用泰勒公式证明不等式,例,4,.,证明,证:,+,内容小结,1.泰勒公式,其中余项,当,时为,麦克劳林公式.,2.常用函数的麦克劳林公式,(,P142 P144),3.泰勒公式的应用,(,1)近似计算,(3)其他应用,求极限,证明不等式 等.,(,2)利用多项式逼近函数,例如,泰勒多项式逼近,6,4,2,2,4,6,4,2,2,4,O,泰勒多项式逼近,6,4,2,2,4,6,O,4,2,2,4,思考与练习,计算,解:,原式,第四节,作业,P145 1;,4;5;7;8;,*,10,(1),(2),泰勒,(1685,1731),英国数学家,他,早期是牛顿学派最,优秀的代表人物之一,重要著作有:,正的和反的增量方法(1715),线性透视论(1719),他在,1712 年就得到了现代形式的泰勒公式.,他是,有限差分理论的奠基人.,麦克劳林,(1698,1746),英国数学家,著作有:,流数论(1742),有机几何学(1720),代数论(1742),在,第一本著作中给出了后人以他的名字命名的,麦克劳林级数.,证:,由题设对,备用题,1.,有,且,下式减上式,得,令,两边同乘,n,!,=整数+,假设,e,为有理数,(,p,q,为正整数),则当,时,等式左边为整数;,矛盾!,2.,证明,e,为无理数,.,证:,时,当,故,e,为无理数.,等式右边不可能为整数.,