微積分近似公式的證明,乙個微積分近似公式的證明

時間 2022-10-29 02:41:16

1樓:匿名使用者

將 f(x)=(1+x)^α 展成taylor 級數:

f(x) = 1+αx+α(α-1)x^2/2+α(α-1)(α-2)x^3/6+........;

當 x很小的時候,忽略 x² 及其以上的高次項,保留一次項得到:

f(x) ≈ 1 + α x (1)

用於作近似計算。

舉例:f(x) = (1+x)^17 計算:f(0.03)=?

利用近似公式(1),

f(0.03) = 1 + 17×0.03 = 1.51

精確值 f(0.03)=1.03^17≈1.65 誤差:8%,

表明一階近似(1)的精度不是很高,除非x值很小!為了提高近似的精度,可以保留

二次項: f(x) ≈ 1 + α x + α(α-1)x^2/2 (2)

還以上題為例,計算

f(0.03)=1+17×0.03+17×16×0.03^2/2

= 1.51+0.1224

= 1.6324 //: 誤差只有1%了!

這些內容已成近似計算的基本方法。

2樓:匿名使用者

取f(x)=x^a,則df/dx = ax^(a-1)根據中值定理,f(1+x) = f(1) + f'(x1) *x其中x1是(0,x)上的乙個值

所以(1+x)^a=f(1+x) = f(1)+f'(x1)x = 1 + ax1^(a-1) x

顯然,ax^(a-1)連續,所以ax1^(a-1) 在x1趨於0時,為a得證

3樓:匿名使用者

證明:由lim(x->0) (1+x)^(1/x) = e.得lim(x->0) ln (1+x) / x = 1. (取對數)ln(1+x) ~ x.

(以e為底)e^[ln(1 + x)] ~ e^x1 + x ~ e ^ x.

(1 + x) ^ a = e ^ ax ~ 1 + ax.

微積分。求牛萊公式的證明

4樓:其實我早該知道

我們知道,對函式f(x)於區間[a,b]上的定積分表達為:

b(上限)∫a(下限)f(x)dx

現在我們把積分區間的上限作為乙個變數,這樣我們就定義了乙個新的函式:

φ(x)= x(上限)∫a(下限)f(x)dx

但是這裡x出現了兩種意義,一是表示積分上限,二是表示被積函式的自變數,但定積分中被積函式的自變數取乙個定值是沒意義的.為了只表示積分上限的變動,我們把被積函式的自變數改成別的字母如t,這樣意義就非常清楚了:

φ(x)= x(上限)∫a(下限)f(t)dt

接下來我們就來研究這個函式φ(x)的性質:

1、定義函式φ(x)= x(上限)∫a(下限)f(t)dt,則φ』(x)=f(x).

證明:讓函式φ(x)獲得增量δx,則對應的函式增量

δφ=φ(x+δx)-φ(x)=x+δx(上限)∫a(下限)f(t)dt-x(上限)∫a(下限)f(t)dt

顯然,x+δx(上限)∫a(下限)f(t)dt-x(上限)∫a(下限)f(t)dt=x+δx(上限)∫x(下限)f(t)dt

而δφ=x+δx(上限)∫x(下限)f(t)dt=f(ξ)•δx(ξ在x與x+δx之間,可由定積分中的中值定理推得,

也可自己畫個圖,幾何意義是非常清楚的.)

當δx趨向於0也就是δφ趨向於0時,ξ趨向於x,f(ξ)趨向於f(x),故有lim δx→0 δφ/δx=f(x)

可見這也是導數的定義,所以最後得出φ』(x)=f(x).

2、b(上限)∫a(下限)f(x)dx=f(b)-f(a),f(x)是f(x)的原函式.

證明:我們已證得φ』(x)=f(x),故φ(x)+c=f(x)

但φ(a)=0(積分區間變為[a,a],故面積為0),所以f(a)=c

於是有φ(x)+f(a)=f(x),當x=b時,φ(b)=f(b)-f(a),

而φ(b)=b(上限)∫a(下限)f(t)dt,所以b(上限)∫a(下限)f(t)dt=f(b)-f(a)

把t再寫成x,就變成了開頭的公式,該公式就是牛頓-萊布尼茨公式.

大一微積分泰勒公式證明題?

5樓:匿名使用者

對∀x∈[0,2],將f(t)在t=x點處泰勒

f(t)=f(x)+f'(x)*(t-x)+f''(ξ)/2*(t-x)^2,其中ξ介於x和t之間

將t=0代入,f(0)=f(x)+f'(x)*(-x)+f''(ξ1)/2*x^2

將t=2代入,f(2)=f(x)+f'(x)*(2-x)+f''(ξ2)/2*(2-x)^2

兩式相減,f(2)-f(0)=2f'(x)+f''(ξ2)/2*(2-x)^2-f''(ξ1)/2*x^2

f'(x)=f(2)/2-f(0)/2+f''(ξ1)/4*x^2-f''(ξ2)/4*(2-x)^2

|f'(x)|<=|f(2)|/2+|f(0)|/2+|f''(ξ1)|/4*x^2+|f''(ξ2)|/4*(2-x)^2

<=1/2+1/2+(1/4)*x^2+(1/4)*(2-x)^2

=1+(1/4)*(4-4x+2x^2)

=(1/2)*(x^2-2x+4)

=(1/2)*[(x-1)^2+3]

=(1/2)*(x-1)^2+3/2

<=2

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