关于泰勒公式的概念及其应用一、泰勒公式的概念
到现今为止,人类只能用近似的方法计算指数函数、对数函数、三角函数、及反三角函数在定点的函数值,但可以准确计算整数幂的函数值,例如要计算e
05
就用近似计算法,而计算
0520505025,因此。人们想到了用多项式函数近似其它函数的方法,而多项式函数是一些
幂函数的代数和。设fx在区间ab有
1阶导数,x0ab,我们打算用构造一个关于xx0的多项式:
2
近似fx,使得fx与L
x在x0点有相同Lxa0a1xx0)a2xx0)a
xx0)
的函数值及其各阶导数值,而误差是R
x,即
2
fxa0a1xx0)a2xx0)a
xx0)R
x
1
如果确定了近似fx的多项式的所有的系数,就相当于明确了近似fx的多项式的表达式。近似fx多项式的系数一定与fx有联系,以下我们探讨近似fx多项式的系数多ai,(i12
)到底等于什么。
2
令Lx0fx0,得a0fx0Lx0a0,Lxa0a1xx0)a2xx0)a
xx0)
1,Lx0a1,Lxa12a2xx0)
a
xx0)
令Lx0fx0,得a1
Lx2a232xx0)
1a
xx0
2,
............
令Lx02a2,..........
fx01fx0得a22fx0
L
x
a
所以
L
x0
a
令L
x0f
x0,
得a
fx0fx0f
x02Lxfx0xx0)xx0)xx0
,12
fx0fx0f
x02xx0)xx0)xx0
R
x.....(2)12
即:fxfx0
拉格朗日利用罗必大法则证明了误差是
R
x
f
1xx0
1,在x0与x之间.
1
皮亚洛证明了,在
f
1在ab内有界的条件下,R
xoxx0
1.
f(2)式叫fx在ab内按照xx0的幂展开的泰勒公式,简称为fx在x0点的泰勒公式.说明(1)如果fx在区间ab有
1阶导数,则近似fx的多项式可以是1次到
次的任意次,但最少不能低于1次,最多不能超过
次。多项式的次方越高,则该多项式与fx越近似,误差。R
x就越小,因此R
x是“调节器”(2)在公式(2)中,x0可以是ar