泰勒中值定理的余项R(x),中ξ为什么不是X.为什么余项要用柯西中值定理推出来?

chwxyxk2022-10-04 11:39:541条回答

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yijing66 共回答了9个问题 | 采纳率77.8%
Taylor公式:
f(x)=f(x0)+f'(x0)(x-x0)+f''(x0)(x-x0)^2/2!+...+f^(n)(x0)(x-x0)^n/n!+Rn(x-x0)(*)
其中Rn(x-x0)=f^(n+1)(ξ)(x-x0)^(n+1)/(n+1)!(#)
其余项R(x)的形式之所以这样,是因为有这样的一个定理:
设f(x)在[a,b]上n次连续可导且在(a,b)内n+1次可导,则对任何x,x0∈[a,b],都有(*)式成立,且(#)式成立,其中ξ介于x和x0之间.
证明如下
证明:
作辅助函数
φ(t)=f(x)-Σ[k=0,n]f^(k)(t)(x-t)^k/k!
于是φ(t)在[x,x0]或[x0,x]连续,在(x,x0)或(x0,x)可导,且有φ(x0)=Rn(x-x0),φ(x)=0,
φ'(t)=-f'(t)-Σ[k=1,n](1/k!)*[f^(k+1)(t)(x-t)^k-f^(t)k(x-t)^(k-1)]
=-Σ[k=0,n]f^(k+1)(t)(x-t)^k/k!+Σ[k=1,n]f^(k)(t)(x-t)^(k-1)/(k-1)!
=-f^(n+1)(t)(x-t)^n/n!
再令
ψ(t)=(x-t)^(n+1),
于是ψ(x0)=(x-x0)^(n+1),ψ(x)=0.
从而由柯西中值定理知,存在ξ介于x到x0之间,使得
Rn(x-x0)/(x-x0)^(n+1)=[φ(x0)-φ(x)]/[ψ(x0)-ψ(x)]
=φ'(ξ)/ψ'(ξ)=[(-1/n!)f^(n+1)(x-ξ)^n]/[-(n+1)(x-ξ)^n]
=f^(n+1)(ξ)/(n+1)!
由此即得到(*)式
从证明的过程中不难发现,欲证等式中含有元素Rn(x-x0),(x-x0)^(n+1),f^(n+1)(ξ),(n+1)!
运用辅助函数法和柯西中值定理,是为了拼凑出含有这些元素的等式关系.
1年前

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泰勒中值定理证明中的问题
为什么 Rn(n+1)(x)=f(n+1)(x)-Pn(n+1)(x)
我只是想问 Rn(n+1)(x)=f(n+1)(x)。是怎么来的。
yake1411年前2
cevitamic 共回答了23个问题 | 采纳率87%
其实从泰勒定理的广泛目的就可以理解,为了用一个简单的多项式函数Pn(x)来表示一个复杂函数f(x),就必然要求余项R满足上式.
如果要证明,其实是先设Rn(x)=f(x)-P(x)的,详细如下:
若函数f(x)在开区间(a,b)有直到n+1阶的导数,则当函数在此区间内时,可以展开为一个关于(x-x.)多项式和一个余项的和:
f(x)=f(x.)+f'(x.)(x-x.)+f''(x.)/2!•(x-x.)^2,+f'''(x.)/3!•(x-x.)^3+……+f(n)(x.)/n!•(x-x.)^n+Rn
其中Rn=f(n+1)(ξ)/(n+1)!•(x-x.)^(n+1),这里ξ在x和x.之间,该余项称为拉格朗日型的余项.
(注:f(n)(x.)是f(x.)的n阶导数,不是f(n)与x.的相乘.)
证明:我们知道f(x)=f(x.)+f'(x.)(x-x.)+α(根据拉格朗日中值定理导出的有限增量定理有limΔx→0 f(x.+Δx)-f(x.)=f'(x.)Δx),其中误差α是在limΔx→0 即limx→x.的前提下才趋向于0,所以在近似计算中往往不够精确;于是我们需要一个能够足够精确的且能估计出误差的多项式:
P(x)=A0+A1(x-x.)+A2(x-x.)^2+……+An(x-x.)^n
来近似地表示函数f(x)且要写出其误差f(x)-P(x)的具体表达式.设函数P(x)满足P(x.)=f(x.),P'(x.)=f'(x.),P''(x.)=f''(x.),……,P(n)(x.)=f(n)(x.),于是可以依次求出A0、A1、A2、……、An.显然,P(x.)=A0,所以A0=f(x.);P'(x.)=A1,A1=f'(x.);P''(x.)=2!A2,A2=f''(x.)/2!……P(n)(x.)=n!An,An=f(n)(x.)/n!.至此,多项的各项系数都已求出,得:P(x)=f(x.)+f'(x.)(x-x.)+f''(x.)/2!•(x-x.)^2+……+f(n)(x.)/n!•(x-x.)^n.
接下来就要求误差的具体表达式了.设Rn(x)=f(x)-P(x),于是有Rn(x.)=f(x.)-P(x.)=0.所以可以得出Rn(x.)=Rn'(x.)=Rn''(x.)=……=Rn(n)(x.)=0.根据柯西中值定理可得Rn(x)/(x-x.)^(n+1)=Rn(x)-Rn(x.)/(x-x.)^(n+1)-0=Rn'(ξ1)/(n+1)(ξ1-x.)^n(注:(x.-x.)^(n+1)=0),这里ξ1在x和x.之间;继续使用柯西中值定理得Rn'(ξ1)-Rn'(x.)/(n+1)(ξ1-x.)^n-0=Rn''(ξ2)/n(n+1)(ξ2-x.)^(n-1)这里ξ2在ξ1与x.之间;连续使用n+1次后得出Rn(x)/(x-x.)^(n+1)=Rn(n+1)(ξ)/(n+1)!,这里ξ在x.和x之间.但Rn(n+1)(x)=f(n+1)(x)-P(n+1)(x),由于P(n)(x)=n!An,n!An是一个常数,故P(n+1)(x)=0,于是得Rn(n+1)(x)=f(n+1)(x).综上可得,余项Rn(x)=f(n+1)(ξ)/(n+1)!•(x-x.)^(n+1).一般来说展开函数时都是为了计算的需要,故x往往要取一个定值,此时也可把Rn(x)写为Rn.
麦克劳林展开式:若函数f(x)在开区间(a,b)有直到n+1阶的导数,则当函数在此区间内时,可以展开为一个关于x多项式和一个余项的和:
f(x)=f(0)+f'(0)x+f''(0)/2!•x^2,+f'''(0)/3!•x^3+……+f(n)(0)/n!•x^n+Rn
其中Rn=f(n+1)(θx)/(n+1)!•x^(n+1),这里0
问两个高数问题?如下图,有三个问题,希望能给出步骤,谢谢!补充几个问题:1:泰勒中值定理的证明;(请写的详细,谢谢!)2
问两个高数问题?
如下图,有三个问题,希望能给出步骤,谢谢!

补充几个问题:

1:泰勒中值定理的证明;(请写的详细,谢谢!)

2:y=f(x)在(0,+∞)有界可导

证明:当x-->∞时,limf'(x)存在时,必有x-->∞,limf'(x)=0;

3:设y=f(x)是区间[0,1]上的任一非负连续函数,证明存在x0∈(0,1), 使得在区间[0,x0]上以f(x0)为高的矩形面积,等于在区间[0,1]上以

y=f(x)的曲边梯形的面积!(转至考研原题)

谢谢了,谁答得多,就给谁,如答得好追加50分!

谢谢!

jingtao11071年前4
fxc53_00m_f_7294 共回答了686个问题 | 采纳率
1.泰勒中值定理:若函数f(x)在开区间(a,b)有直到n+1阶的导数,则当函数在此区间内时,可以展开为一个关于(x-x.)多项式和一个余项的和:
f(x)=f(x.)+f'(x.)(x-x.)+f''(x.)/2!•(x-x.)^2,+f'''(x.)/3!•(x-x.)^3+……+f(n)(x.)/n!•(x-x.)^n+Rn
其中Rn=...
泰勒中值定理的公式推导过程不明白
泰勒中值定理的公式推导过程不明白
泰勒中值定理公式的推导过程不明白
如图
1:图中说“对(1)式各阶倒数,然后分别代入.得到.”怎么求导得到这些了呢,不明白泰勒中值定理公式的推导过程,
2:有人说是拉格朗日中值定理的无限展开,
即 f(x)=f(x.)+f ’(x.)(x-x.),然后对f ’(x.)(x-x.)再展开就出现二阶导,但是我不会展.哪位能提供下说明问题1 ,2
yuyang09211年前1
liyong98136 共回答了16个问题 | 采纳率93.8%
1:他是设多项式p(x)=a0+a1(x-x0)+a2(x-x0)^2+a3(x-x0)^3--------+an(x-x0)^n与f(x)接近
这就要求p(x)与f(x)的值与各阶导数在x=x0的值对应相等.
那么你把p(x)与f(x)分别对x求导,再令他们当x=x0时,相等即可啊.
譬如2阶导数在x=x0的值相同.那么
p″(x)=2a2+6a3(x-x0)+ ----------- 注意当x=x0时只有第一项不为0即p″(x0)=2a2
令p″(x0)=f″(x0)
则2a2=f″(x0)
推出a2=f″(x0)/2 即确定了多项式p(x)中系数a2的值
其他的也是内推.
2:拉格朗日是泰勒公式当n=0的特例,这也无需再推啊,你令泰勒公式中的n=0就是拉格朗日了.而且那个拉格朗日中值定理你也写错了.
其实这几个中值定理都有一种递进的关系,其中
拉格朗日中值定理是对洛尔定理的推广(端点连线由水平推广成一般情况)
柯西中值定理是对拉格朗日的推广(也可以看成完全等价,因为柯西只不过把拉格中的x写成了参数式)
泰勒公式也是对拉格朗日的推广(在导数阶数上的推广)
有关泰勒公式的证明?泰勒中值定理中 f(x)=f(x.)+f'(x.)(x-x.)+f''(x.)/2!(x-x.)^2
有关泰勒公式的证明?
泰勒中值定理中 f(x)=f(x.)+f'(x.)(x-x.)+f''(x.)/2!(x-x.)^2,+f'''(x.)/3!(x-x.)^3+……+f(n)(x.)/n!(x-x.)^n+Rn 这个等式怎么证明?f(x)为什么可以写成这样?
独孤九卦1年前1
sammi0254 共回答了15个问题 | 采纳率80%
去找高等教育出版社出版的高等数学(上)或数学分析(上),那里有详细证明.
泰勒中值定理的证明,有一些疑问,
泰勒中值定理的证明,有一些疑问,
主要是划线部分部分没看懂,就是求导那里.
bobbyfish1年前1
随风_008 共回答了26个问题 | 采纳率88.5%
整个定理的证明是固定x,考虑两个关于t的函数(x是常数了),用cauchy中值定理.
关于t的两个多项式求导,G(t)把求和号打开,然后一个一个求导,再求和就可以了.
泰勒中值定理的证明
gaoboxyz1年前1
7326 共回答了18个问题 | 采纳率83.3%
高等数学书上有 很简单 但是一般不需要证明他成立 通常直接拿来用就可以
在泰勒中值定理中“f(x)在x0的某个邻域内有直到n+1阶的导数”这句话怎么理解?
nonameisname1年前1
十邪 共回答了19个问题 | 采纳率84.2%
说的是以x.为中心的某个区间内发f(x)有意义且有n+1阶导数
大家有没有关于利用泰勒中值定理的不等式证明题啊
nornor1731年前2
blackstars 共回答了17个问题 | 采纳率88.2%
f(x)二阶可导,且f(0)=0,f(1)=1,f'(0)=f'(1)=0,证明应该是存在x属于(0,1),使得|f''(x)|>=2.
证明:由Taylor展开可知:f(1/2)=f(0)+f'(0)*(1/2 -0)+f"(p)*(1/2 -0)^2
(p属于(0,1/2))
f(1/2)=f(1)+f'(1)*(1/2 -1)+f"(q)*(1/2 -1)^2
(q属于(1/2,1))
两个相减,带入条件,我们得到:f"(p)-f"(q)=4
又因为|f"(p)-f"(q)|
泰勒中值定理那个“中值”是什么意思?这个定理(或说这个公式)为什么而用?为什么又说它是拉格朗日中值、柯西中值的推广呢?
飞龙舞雪_ww1年前1
xqer 共回答了13个问题 | 采纳率84.6%
读者一定记住说到函数的中值定理一定是该函数在某点(如a或0)的中值定理因为中值定理是用来解决函数的非特殊点的函数值这往往很困难甚至不可能求得出,因此我们可以考虑在这一点附近找特殊值用极限来逼近,这个公式通常用来求一些难以求出的极限问题,至于与拉格朗日等关系吗建议读者多看书,多思考思考!希望对你有些启发!
高数中 泰勒中值定理 在生活中的具体运用
jruf1年前2
1982yyy 共回答了17个问题 | 采纳率94.1%
建筑上用
泰勒中值定理是什么东西,做什么用的
泰勒中值定理是什么东西,做什么用的
我们可以用一个n次多项式pn(x)来近似表达一个函数f(x),
使两者之差f(x)-pn(x)=o[(x-x0)^n],为什么有
pn,就有(x-x0)^n
n是什么
fb5aafm1年前1
碧空清风扬 共回答了10个问题 | 采纳率90%
泰勒展开式:
f(x)=a0+a1(x-x0)+a2(x-x0)^2+…+an(x-x0)^n+a(n+1)(x-x0)^(n+1)+a(n+2)(x-x0)^(n+2)…
pn(x)=a0+a1(x-x0)+a2(x-x0)^2+…+an(x-x0)^n
f(x)-pn(x)=a(n+1)(x-x0)^(n+1)+a(n+2)(x-x0)^(n+2)+…
=(x-x0)^n*[a(n+1)(x-x0)+a(n+2)(x-x0)^2+…]
=o[(x-x0)^n]
关于高数区间的连续性→费马引理→罗尔定理→拉格朗日中值定理→柯西中值定理→泰勒中值定理是不是这样?那么是什么→区间的连续
关于高数
区间的连续性→费马引理→罗尔定理→拉格朗日中值定理→柯西中值定理→泰勒中值定理
是不是这样?那么是什么→区间的连续性?
那这些和康托的集合论有没有什么关系?好像康托的集合论是数学的基础?
tomandme1年前2
gaoxiang5257345 共回答了16个问题 | 采纳率100%
证一个极限的连续性,可以有以下几种方法
1.用定义,对每一个点都求极限
2.求一阶导数
3.用一致连续性
区间的连续性是一个定义,而非一个定理,它不是我们推出来的,它是我们人为定义的.
我对集合论了解不多,你还是看下面的链接吧,
http://baike.baidu.com/view/26152.html?wtp=tt
我想问一下泰勒中值定理有什么作用?以及意义?
sadfawe8u1年前3
w_ut_824ru6161 共回答了20个问题 | 采纳率90%
泰勒公式的基本形式: f(x)=Pn(x)+Rn(x).当在x=x0的某个邻域内,可以用多项式Pn(x)来逼近函数f(x),也就是说当x→x0时,Pn(x)→f(x),Rn(x)则为余项,它是比(x-x0) ^n高阶的无穷小.
基本条件:f(x)在x0的某个邻域内有直到n+1阶的导数.
泰勒公式的应用一般有三个方面:
1、利用泰勒展开式做代换求函数的极限.
这一点应用最广泛!这个时候一般用含有皮亚诺余项的泰勒公式.
另外一些等价无穷小也可以使用泰勒公式求出.
2、利用泰勒展开式证明一些等式或者不等式.
这一点应用的也非常多,在很多大型证明题中都使用过.泰勒公式可以灵活选择在某点展开,效果也很好.
3、应用拉格朗日余项Rn(x),可以估算误差;用多项式P(x)可以求f(x)的近似值.

泰勒公式的具体应用方法,你可以看一下我提供的参考资料,也可以在百度百科里看一下.