D泰勒公式学习.pptx

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1、特点:一、泰勒公式的建立一、泰勒公式的建立以直代曲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 的一次多项式第1页/共30页1.求求 n 次近似多项式次近似多项式要求要求:故令则第2页/共30页2.余项估计余项估计令(称为余项),则有第3页/共30页第4页/共30页公式 称为 的 n 阶泰勒公式阶泰勒公式.公式 称为n 阶泰勒公式的拉格朗日余项拉格朗日余项.泰勒泰勒(Taylor)中值定理中值定理:阶的导数,时,有其中则当泰勒 第5页/共30页公式 称为n 阶泰勒公式的佩亚诺佩亚诺(Peano)余项余项.在不需要余项的精确表达式时在不需要余项的精确表达式时,泰

2、勒公式可泰勒公式可写为写为注意到*可以证明:式成立第6页/共30页特例特例:(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第7页/共30页称为麦克劳林麦克劳林(Maclaurin)公式公式.则有在泰勒公式中若在泰勒公式中若取取则有误差估计式若在公式成立的区间上麦克劳林 由此得近似公式第8页/共30页二、几个初等函数的麦克劳林公二、几个初等函数的麦克劳林公式式其中麦克劳林公式麦克劳林公式 第9页/共30页其中麦克劳林公式麦克劳林公式 第10页/共30页麦克劳林公式麦克劳林公式 类似可得其中第11页/共30页其中麦克劳林公式麦克劳林公式 第12页/

3、共30页已知其中因此可得麦克劳林公式麦克劳林公式 第13页/共30页三、泰勒公式的应用三、泰勒公式的应用1.在近似计算中的应用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.第14页/共30页例例1.计算无理数计算无理数 e 的近似值的近似值,使误差使误差不超过不超过解解: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第15页/共30页说明说明:注意舍入误差对计算结果的影注意舍入误差对

4、计算结果的影响响.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.第16页/共30页例例2.用近似公式用近似公式计算 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.第17页/共30页例例3、计算解解:原式第四节 2.利用泰勒公式求极限第18页/共30页3.利用泰勒公式证明不等式利用泰勒公式证明不等式例例4.证明证证:+第19页/共30页内容小结内容小结1.泰勒公式泰勒公式其中余项当时

5、为麦克劳林公式麦克劳林公式.第20页/共30页2.常用函数的麦克劳林公式常用函数的麦克劳林公式(P142 P144)3.泰勒公式的应用泰勒公式的应用(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 第21页/共30页2例例4.求解解:由于用洛必达法则不方便!用泰勒公式将分子展到项,思考与练习 第24页/共30页证证:由题设对备用题备用题 1.有且点第27页/共30页下式减上式,得令第28页/共30页两边同乘 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.证明证明 e 为无理数为无理数.证证:时,当故 e 为无理数.等式右边不可能为整数.第29页/共30页感谢您的观看。第30页/共30页