AM@两种余项型泰勒公式的对比和总结@常用函数的麦克劳林公式

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AM@两种余项型泰勒公式的对比和总结@常用函数的麦克劳林公式

2024-07-11 22:24| 来源: 网络整理| 查看: 265

Taylor公式Lagrange型Peano项Note条件 [ a , b ] [a,b] [a,b]上有 n n n阶连续导数, ( a , b ) (a,b) (a,b)内存在 n + 1 n+1 n+1阶导数 x = x 0 x=x_0 x=x0​处存在 n n n阶导数前者对 f ( x ) f(x) f(x)要求较高余项 R n ( x ) R_n(x) Rn​(x)= f ( n + 1 ) ( ξ ) ( n + 1 ) ! ( x − x 0 ) n + 1 \frac{f^{(n+1)}(\xi)}{(n+1)!}(x-x_0)^{n+1} (n+1)!f(n+1)(ξ)​(x−x0​)n+1, ξ \xi ξ是 x , x 0 x,x_0 x,x0​之间的一个数;或表示为 f ( n + 1 ) ( x 0 + θ ( x − x 0 ) ) ( n + 1 ) ! ( x − x 0 ) n + 1 \frac{f^{(n+1)}(x_0+\theta{(x-x_0)})}{(n+1)!}(x-x_0)^{n+1} (n+1)!f(n+1)(x0​+θ(x−x0​))​(x−x0​)n+1, θ ∈ ( 0 , 1 ) \theta\in(0,1) θ∈(0,1) R n ( x ) R_n(x) Rn​(x)= o ( ( x − x 0 ) n ) o((x-x_0)^{n}) o((x−x0​)n)前者余项具体,后者仅表达了高阶无穷小用途可用于区间 [ a , b ] [a,b] [a,b]上,例如证明不等式或等式,估计逼近误差仅用于 x 0 x_0 x0​的邻域 U ( x 0 ) U(x_0) U(x0​),例如讨论极值,求解 x → x 0 x\to{x_0} x→x0​时的极限后者用在某些条件下的求极限问题上,可以带来方便

Lagrnage余项 R n ( x ) R_{n}(x) Rn​(x)中的 ξ \xi ξ,( ξ \xi ξ为 x , x 0 x,x_0 x,x0​间的一个数)可以表示为 x 0 + θ ( x − x 0 ) x_0+\theta(x-x_0) x0​+θ(x−x0​), θ ∈ ( 0 , 1 ) \theta\in{(0,1)} θ∈(0,1)

若 x 0 < x x_0x x0​>x,则 ξ ∈ ( x , x 0 ) \xi\in(x,x_0) ξ∈(x,x0​), ξ \xi ξ所在区间的跨度为 Δ x = x 0 − x \Delta{x}=x_0-x Δx=x0​−x可以表示为 ξ = x + θ Δ x \xi=x+\theta\Delta{x} ξ=x+θΔx= x 0 − θ Δ x x_0-\theta\Delta{x} x0​−θΔx= x 0 − θ ( x 0 − x ) x_0-\theta(x_0-x) x0​−θ(x0​−x)= x 0 + θ ( x − x 0 ) x_0+\theta(x-x_0) x0​+θ(x−x0​)(2),其中 θ ∈ ( 0 , 1 ) \theta\in(0,1) θ∈(0,1)综上,我们可以令 ξ \xi ξ= x 0 + θ ( x − x 0 ) x_0+\theta(x-x_0) x0​+θ(x−x0​), θ ∈ ( 0 , 1 ) \theta\in(0,1) θ∈(0,1)代替 ξ \xi ξ,( ξ \xi ξ为 x , x 0 x,x_0 x,x0​间的一个数),这使得泰勒公式的描述更加简练

通常,Lagrange余项更经常被表示为 R n ( x ) R_{n}(x) Rn​(x)= f ( n + 1 ) ( x 0 + θ ( x − x 0 ) ) ( n + 1 ) ! ( x − x 0 ) n + 1 \frac{f^{(n+1)}(x_0+\theta{(x-x_0)})}{(n+1)!}(x-x_0)^{n+1} (n+1)!f(n+1)(x0​+θ(x−x0​))​(x−x0​)n+1, θ ∈ ( 0 , 1 ) \theta\in{(0,1)} θ∈(0,1)



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