Контрольные задания по высшей математике и методические указания к их выполнению - 48 стр.

UptoLike

Рубрика: 

ÏÃÓ Êàô ÂèÏÌ
Ðåøåíèå òèïîâîãî âàðèàíòà êîíòðîëüíîé ðàáîòû ¹ 3.
48
32
9 sin 3 3 ((2 3 )sin 3 6 cos3 ).
x xx x xxx
-=-+
Пример 2.
3
2 sin2,
8sin.
xtt
yt
=-
ì
ï
í
=
ï
î
Р е ш е н и е.
3222
2
( ) (8sin ) 24sin cos 24sin cos 24sin cos
6cos;
( ) (2 sin 2 ) 2 2cos2 2(1 cos2 )
2 2sin
dyyt t tttttt
dxxttt tt
t
¢¢
======
¢¢
---
×
2
22
(6cos)6sin3
.
( ) (2 sin2 ) 2sin
4sin
t
dy
dx
dy tt
xtttt
dxt
¢
æö
ç÷
¢
-
èø
= = = =-
¢¢
-
Формула Тейлора.
Рассмотрим функцию
()
y fx
=
. Формула Тейлора позволяет, при оп-
ределённых условиях , приближённо представить функцию
()
fx
в виде мно-
гочлена и дать оценку погрешности этого приближения.
Если функция
()
fx
определена в некоторой окрестности точки
0
x
и
имеет в ней производные до
( 1)
n
+
-го порядка включительно, то для любого
x
из этой окрестности найдётся точка
0
( ;)
c xx
Î
такая, что справедлива фор-
мула
( )
()
2
000
0000
( 1)
1
0 00
() () ()
()() () ()... ()
1!2!!
()
(), (),01.
( 1)!
n
n
n
n
fx fx fx
fx fx xx xx xx
n
fc
xx cx xx
n
+
+
¢ ¢¢
= + -+ -++ -+
+ - = +q - <q<
+
Эта формула называется формулой Тейлора для функции
()
fx
и её
можно записать в виде
() () ()
nn
fx Px Rx
=+
, где
()
2
000
0000
() () ()
()() () ()... ()
1!2!!
n
n
n
fx fx fx
Px fx xx xx xx
n
¢ ¢¢
=+-+-++-
на-
зывается многочленом Тейлора, а
( 1)
1
0
()
() ()
( 1)!
n
n
n
fc
Rx xx
n
+
+
=-
+
называется
остаточным членом формулы Тейлора, записанным в форме Лагранжа.
()
n
Rx
есть погрешность приближённого равенства
() ()
n
fx Px
»
. Таким обра-
зом, формула Тейлора даёт возможность заменить функцию
()
y fx
=
много-
 ÏÃÓ                                                                                       Êàô ÂèÏÌ
                 Ðåøåíèå òèïîâîãî âàðèàíòà êîíòðîëüíîé ðàáîòû ¹ 3.

-9 x3 sin 3 x = 3 x ((2 - 3 x 2 )sin 3 x + 6 x cos3 x).

                     ìï x = 2t - sin 2t ,
Пример 2.             í          3
                      ïî y = 8sin t.
Р е ш е н и е.
dy y ¢(t )        (8sin 3 t )¢     24sin 2 t cos t 24sin 2 t cos t 24sin 2 t cos t
    =         =                 =                 =                 =              = 6cos t;
dx x¢(t ) (2t - sin 2t )¢ 2 - 2cos 2t                2(1 - cos 2t )   2 × 2sin 2 t
        æ dy ö¢
        ç ÷
d 2 y è dx ø t        (6cos t )¢         -6sin t      3
      =           =                    =         =-        .
dx 2      x ¢(t )   (2 t -  sin 2t ) ¢       2
                                         4sin t     2sin t


                                            Формула Тейлора.

          Рассмотрим функцию y = f ( x) . Формула Тейлора позволяет, при оп-
ределённых условиях , приближённо представить функцию f ( x) в виде мно-
гочлена и дать оценку погрешности этого приближения.
          Если функция f ( x) определена в некоторой окрестности точки x0 и
имеет в ней производные до (n + 1) -го порядка включительно, то для любого
x из этой окрестности найдётся точка c Î ( x0 ; x) такая, что справедлива фор-
мула
                      f ¢( x0 )              f ¢¢( x0 )           2        f ( n) ( x0 )
 f ( x ) = f ( x0 ) +           ( x - x0 ) +            ( x - x0 ) + ... +               ( x - x0 ) n +
                         1!                      2!                             n!
  f (n +1) (c)
+              ( x - x0 )n +1 , ( c = x0 + q( x - x0 ), 0 < q < 1).
   (n + 1)!
       Эта формула называется формулой Тейлора для функции f ( x) и её
можно записать в виде f ( x ) = Pn ( x) + Rn ( x ) , где
                     f ¢( x0 )              f ¢¢( x0 )           2        f ( n) ( x0 )
Pn ( x) = f ( x0 ) +           ( x - x0 ) +            ( x - x0 ) + ... +               ( x - x0 )n   на-
                        1!                      2!                             n!
                                           f (n +1) (c )
зывается многочленом Тейлора, а Rn ( x) =                ( x - x0 ) n +1 называется
                                            (n + 1)!
остаточным членом формулы Тейлора, записанным в форме Лагранжа.
Rn ( x) есть погрешность приближённого равенства f ( x) » Pn ( x) . Таким обра-
зом, формула Тейлора даёт возможность заменить функцию y = f ( x) много-




                                                    48