Математические уравнения в геофизике. Груздев В.Н. - 44 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

44
f(x) = c
0
+ c
1
x + c
2
x
2
+ c
3
x
3
+ . . . + c
n
x
n
+ . . . ȼɵɪɚɡɢɦ ɤɨɷɮɮɢɰɢɟɧɬɵ ɪɹɞɚ
ɱɟɪɟɡ f(x): c
0
= f(0), c
1
= f
/
(0), c
2
=
!2
)0(
//
f
, c
3
=
!3
)0(
///
f
.
Ɋɹɞɨɦ Ɇɚɤɥɨɪɟɧɚ ɧɚɡɵɜɚɟɬɫɹ ɪɹɞ ɜɢɞɚ:
f(x) = f(0) + f
/
(0)x +
!2
)0(
//
f
x
2
+
!3
)0(
///
f
x
3
+ . . . +
!
)0(
)(
n
f
n
x
n
+ . . .
Ɋɚɡɥɨɠɟɧɢɟ ɜ ɪɹɞ Ɇɚɤɥɨɪɟɧɚ ɧɟɤɨɬɨɪɵɯ ɷɥɟɦɟɧɬɚɪɧɵɯ ɮɭɧɤɰɢɣ.
1. ɟ
ɯ
= 1 + ɯ +
!2
2
x
+
!3
3
x
+ . . . +
!n
x
n
+ . . . Ɉɛɥɚɫɬɶ ɫɯɨɞɢɦɨɫɬɢ ɪɹɞɚ (–f; f).
2. sin x = ɯ
!3
3
x
+
!5
5
x
– . . . +
)!12(
)1(
121
n
x
nn
+ . . . Ɉɛɥɚɫɬɶ ɫɯɨɞɢɦɨɫɬɢ ɪɹɞɚ (–f; f).
3. ɫos x = 1–
!2
2
x
+
!4
4
x
– . . . +
)!2(
)1(
2
n
x
nn
+ . . . Ɉɛɥɚɫɬɶ ɫɯɨɞɢɦɨɫɬɢ ɪɹɞɚ (–f; f).
4. (1 + ɯ)
m
= 1 + mx +
2
!2
)1(
x
mm
+
3
!3
)2)(1(
x
mmm
+ . . . +
n
x
n
nmmm
!
)1)(1(
+ . . ., ɝɞɟ m – ɥɸɛɨɟ ɞɟɣɫɬɜɢɬɟɥɶɧɨɟ ɱɢɫɥɨ. ɂɧɬɟɪɜɚɥ ɫɯɨɞɢɦɨɫɬɢ ɪɹɞɚ
(–1; 1) (ɧɚ ɤɨɧɰɚɯ ɢɧɬɟɪɜɚɥɚ ɩɪɢ ɯ = 1 ɢɯ = –1 ɫɯɨɞɢɦɨɫɬɶ ɪɹɞɚ ɡɚɜɢɫɢɬ ɨɬ
ɤɨɧɤɪɟɬɧɵɯ ɡɧɚɱɟɧɢɣ m).
5. ln(1 + x) = ɯ
2
2
x
+
3
3
x
– . . . +
1
)1(
1
n
x
nn
+ . . .Ɉɛɥɚɫɬɶ ɫɯɨɞɢɦɨɫɬɢ ɪɹɞɚ (–1; 1).
ɉɪɢɦɟɪ 8. Ɋɚɡɥɨɠɢɬɶ ɜ ɪɹɞ ɮɭɧɤɰɢɸ ɭ =
2
2
1
x
e
x
.
ȼɨɫɩɨɥɶɡɭɟɦɫɹ ɮɨɪɦɭɥɨɣ: ɟ
ɯ
= 1 + ɯ +
!2
2
x
+
!3
3
x
+ . . . +
!n
x
n
+ . . .
Ɂɚɦɟɧɢɦ ɜ ɷɬɨɣ ɮɨɪɦɭɥɟ ɯ ɧɚ (–ɯ
2
), ɩɨɥɭɱɢɦ:
2
x
e
= 1 – ɯ
2
+
!2
4
x
!3
6
x
+ . . . +
+
!
)1(
2
n
x
n
n
+ . . . , ɬɨɝɞɚ 1 –
2
x
e
= ɯ
2
!2
4
x
+
!3
6
x
+ . . . +
!
)1(
2
1
n
x
n
n
+ . . . , ɢ
ɧɚɤɨɧɟɰ ɩɨɥɭɱɢɦ:
2
2
1
x
e
x
= 1 –
!2
2
x
+
!3
4
x
+ . . . +
!
)1(
22
1
n
x
n
n
+ . . .
ɉɪɢɦɟɪ 9. Ɋɚɡɥɨɠɢɬɶ ɜ ɪɹɞ ɮɭɧɤɰɢɸ: ɭ =
x
x
1
1
ln
.
ȼɨɫɩɨɥɶɡɭɟɦɫɹ ɪɚɡɥɨɠɟɧɢɟɦ: ln(1 + x) = ɯ
2
2
x
+
3
3
x
– . . . +
1
)1(
1
n
x
nn
+
+ ... Ɂɚɦɟɧɢɦ ɯ ɧɚ (–ɯ), ɩɨɥɭɱɢɦ: ln(1–x) = –ɯ
2
2
x
3
3
x
– . . . –
1
1
n
x
n
– . . .,
ɬɨɝɞɚ
x
x
1
1
ln
= ln(1+x) – ln(1–x) = (ɯ
2
2
x
+
3
3
x
– . . . +
1
)1(
1
n
x
nn
+ . . .) – (–ɯ
2
2
x
3
3
x
– . . . –
1
1
n
x
n
– . . .) = 2(x +
3
3
x
+
5
5
x
+ . . .
12
12
n
x
n
+ . . . ).
f(x) = c0 + c1x + c2x2 + c3x3 + . . . + cnxn + . . . ������� ������������ ����
                                                       f // (0)       f /// (0)
����� f(x): c0 = f(0), c1 = f/(0), c2 =                         , c3=           .
                                                          2!             3!
          ����� ��������� ���������� ��� ����:
                                 f // (0) 2  f /// (0) 3      f ( n ) (0) n
f(x) = f(0) + f/(0)x +                   x +          x +...+            x +...
                                    2!          3!                n!
          ���������� � ��� ��������� ��������� ������������ �������.
      �          x2     x3          xn
1. � = 1 + � +        +    +...+          + . . . ������� ���������� ���� (–�; �).
                 2!     3!           n!
               3     5           n �1 2 n �1
             x     x         (�1) x
2. sin x = �– + – . . . +                    + . . . ������� ���������� ���� (–�; �).
             3! 5!             (2n � 1)!
              x2   x4        (�1) n x 2 n
3. �os x = 1–    +    –...+               + . . . ������� ���������� ���� (–�; �).
              2!   4!          (2n)!
                       m(m � 1) 2        m(m � 1)(m � 2) 3        m(m � 1)(m � n � 1) n
4. (1 + �)m = 1 + mx +         x +                      x +...+                      x
                         2!                       3!                      n!
+ . . ., ��� m – ����� �������������� �����. �������� ���������� ����
(–1; 1) (�� ������ ��������� ��� � = 1 � � = –1 ���������� ���� ������� ��
���������� �������� m).
                      x2        x3          (�1) n x n �1
5. ln(1 + x) = � –        + –...+                         + . . .������� ���������� ���� (–1; 1).
                      2         3             n �1
                                                                                    2
                                                                         1 � e� x
       ������ 8. ��������� � ��� ������� � =                                           .
                                                                             x2
                                                                          x 2
                                                                                         x3                   xn
       ������������� ��������: �� = 1 + � +                                      +           + . . . +             + . . .
                                                                           2!            3!                    n!
                                                                                                     4        6
                                                                                                   x        x
������� � ���� ������� � �� (–�2), �������: e � x = 1 – �2 +                                             –       +...+
                                                                          2


                                                                                                   2!       3!
           2n                                                 4        6                                 2n
         x                                                  x        x                                 x
+ (�1) n      + . . . , ����� 1 – e � x = �2 –                   +       + . . . + (�1) n �1                +..., �
                                            2


          n!                                                 2!       3!                                n!
                                     2
                            1 � e� x          x2        x4                            x2n �2
������� �������:                  2
                                       =1–         + + . . . + (�1) n �1                       +...
                                x             2!         3!                              n!
                                                                            1� x
       ������ 9. ��������� � ��� �������: � = ln                                       .
                                                                            1� x
                                                                               x 2
                                                                                            x3               (�1) n x n �1
       ������������� �����������: ln(1 + x) = � –                                     + –...+                              +
                                                                               2             3                   n �1
                                                                            x2            x3                x n �1
+ ... ������� � �� (–�), �������: ln(1–x) = –� –                                   –          –...–                – . . .,
                                                                             2            3                 n �1
           1� x                                           x2       x3                   (�1) n x n �1
����� ln         = ln(1+x) – ln(1–x) = (� –                     + –...+                                + . . .) – (–� –
           1� x                                            2       3                        n �1
  x2     x3              x n �1                       x3        x5            x 2 n �1
–     –       –...–              – . . .) = 2(x +           + +...                       + . . . ).
   2      3             n �1                           3        5            2n � 1



                                                            44