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1、泰勒公式及其應用摘要:泰勒公式是數(shù)學分析中的重要內容,集中體現(xiàn)了微積分中“逼近法”的思想,在理論分析和實際應用中經常涉及。本文首先闡述了泰勒公式的定義和基本內容,然后在基本概念的基礎上舉例實證,探討了泰勒公式在求極限,級數(shù)收斂,定積分,近似計算,根的存在性,函數(shù)的凹凸性及拐點,行列式計算這幾個方面的應用與技巧。通過這幾個方面的研究,使我們在特定的題設條件下形成特定的解題思路,使一些問題得到更好的解答。關鍵詞:泰勒公式;導數(shù);極限;近似計算TaylorFormulaandIt”sApplicationsAbstract:TaylorForm
2、ulaisaveryimportantcontentofmathematicalanalysis,itcanintensivelyembodythesoulof“approximation“ofcalculus,anditisextensivelyappliedinthetheoreticalanalysisandpracticalapplication.Firstly,thispaperstatesthedefinitionandprimarycontentaboutit,thendiscussesitsapplicationsands
3、killsinsomeaspectsbyenumeratingexamplesbasingontheconcept,suchaslimitation,seriesconvergence,definiteintegral,approximatecalculation,existenceofroots,concavityandconvexityoffunction,flecnodeoffunction,determinantcalculation.Throughthestudyoftheaspectsabove,thispaperaimsto
4、formthespecialthoughtsinspecialsituations,andenableustosolvetheproblemmoreefficiently.Keyword:Taylorformula;derivative;limit;approximatelyconsiderations目錄1引言……………………………………………………………………………(1)2泰勒公式的基本理論…………………………………………………………(1)2.1泰勒公式的定義…………………………………………………………(1)2.2泰勒公式的類型………
5、…………………………………………………(2)3泰勒公式的應用………………………………………………………………(4)3.1利用泰勒公式判斷級數(shù)斂散性……………………………………………(4)3.2利用泰勒公式求極限………………………………………………………(5)3.3利用泰勒公式求近似值……………………………………………………(6)3.4利用泰勒公式證明不等式…………………………………………………(7)3.5利用泰勒公式研究函數(shù)的性質……………………………………………(8)3.6利用泰勒公式求初等函數(shù)的冪級數(shù)展開式………………………………(9
6、)4結論……………………………………………………………………………(10)參考文獻…………………………………………………………………………(12)泰勒公式及其應用1引言1715年,泰勒在其著作《正的和反的增量方法》中首先提出了著名的泰勒公式:當時變稱作麥克勞林公式。1772年,拉格朗日強調了這條公式的重要性,而且稱之為微分學基本定理,但是泰勒在證明中并沒有考慮級數(shù)的收斂性,因而使證明不嚴謹,直到十九世紀二十年代才由柯西完成。在初等函數(shù)中,多項式是最簡單的函數(shù)。因為多項式函數(shù)的運算只有加、減、乘三種運算。如果能將有理分式函數(shù),特別是無理函數(shù)
7、和初等超越函數(shù)用多項式函數(shù)近似代替,而誤差又能滿足要求,顯然,這對函數(shù)性態(tài)的研究和函數(shù)值的近似計算都有重要意義。那么一個函數(shù)只有什么條件才能用多項式函數(shù)近似代替呢?這個多項式函數(shù)的各項系數(shù)與這個函數(shù)有什么關系呢?用多項式函數(shù)近似代替這個函數(shù)誤差又怎么樣呢?通過對數(shù)學分析的學習,我感覺到泰勒公式是微積分學中的重要內容,在函數(shù)值估測及近似計算,用多項式逼近函數(shù),求函數(shù)的極限和定積分不等式、等式的證明等方面,泰勒公式是有用的工具2泰勒公式的基本理論2.1泰勒公式的定義我們在學習導數(shù)和微分概念時已經知道,如果函數(shù)在點處可導,則有即在點附近,用一次
8、多項式逼近函數(shù)時,其誤差為的高階無窮小量。然而在很多場合,取一次多項式逼近是不夠的,往往需要用二次或高于二次的多項式去逼近,并要求誤差為,其中為多項式的次數(shù)。為此,我們考察任一次多項式逐次求它