高等数学教程(第4版)课件:泰勒公式.pptx
泰勒公式
在实际问题中,往往希望用一些简单的函数来
而多项式函数就是最简单的一类初等函数.
首先考虑函数在一点附近的多项式近似.
即
其中
近似代替复杂的函数.
在实际应用时,必须考虑这种近似的误差.
我们所能期待的最理想的结果是:
是存在的.
由
有
即满足(4-2)式的一次多项式为
于是有
注意到
定理4.13(带有皮亚诺型余项的泰勒公式)
其中
证令
只需证
则
连续使用(n-1)次洛必达法则,有
(4-3)式可写成
其中
(4-3)式称为带皮亚诺型余项的n阶泰勒公式,
例4.42设函数
小值点,
证由泰勒公式有
即
因此当k为奇数时,
定理4.14(带有拉格朗日型余项泰勒公式)
那么
使得
其中
称为拉格朗日型余项.
现在考虑函数在区间上的多项式近似.
希望把函数在一个点的泰勒多项式作为这个函数在区
间上的一种近似表示.为此,需要对误差进一步分析.
证利用柯西中值定理证明
令
且
因此
如果公式(4-5)变成
其中
(4-7)式称为f(x)的n阶麦克劳林多项式,(4-8)式称为
则
f(x)的带拉格朗日型余项的n阶麦克劳林公式.
而
误差估计式为
称为f(x)的带皮亚诺型余项的n阶麦克劳林公式.
麦克劳林公式的用法:
解因
代入公式,得
例4.43求的n阶麦克劳林公式.
注意到
解因
例4.44求的2n阶麦克劳林公式.
于是,由麦克劳林公式得到
常用函数的麦克劳林公式
解因
例4.45利用带有皮亚诺余项的麦克劳林公式,求
于是
解因
练习计算
解
练习将
的多项式.
而
例4.46证明不等式
证
其中
故
例4.47近似计算的值,并估计误差.
解
其误差
取
得到
于是