95630

Формула Тэйлора

Лекция

Математика и математический анализ

Пусть дана функция, определенная в некоторой окрестности точки и имеющая в ней производную до порядка включительно. Для любого из этой окрестности представим функцию в виде суммы степеней, т. е. Найдем коэффициенты. Для этого в равенстве положим. Продифференцируем исходное равенство...

Русский

2015-09-25

38.89 KB

0 чел.

Правила Лопиталя. Лекция 15.

Формула Тэйлора.

    Пусть дана функция , определенная в некоторой окрестности точки  и имеющая в ней производную до  порядка включительно. Для любого  из этой окрестности представим функцию в виде суммы степеней , т. е.

 

    Найдем коэффициенты . Для этого в равенстве  положим . Тогда . Продифференцируем исходное равенство

.

    Приравняем опять  , получим . Продолжая этот процесс дальше, найдем , , …, . Таким образом,

    Окончательно выражение для  примет вид

    Можно показать, что

    Точка  находится между  и , т. е. . Это равенство называется формулой Тэйлора. При , получим  и формула совпадет с формулой Лагранжа.

    Пример 56. Разложить функцию  по степеням .

    Решение. По формуле Тэйлора для  имеем

    Найдем производные и их значения в точке

    Пятая и все последующие производные будут равны нулю, поэтому  и получаем разложение

    Если в формуле Тэйлора положить  получим частный случай - формулу Маклорена

где .

    С помощью формулы Маклорена можно находить приближенные значения трансцендентных функций, разложение которых известно

где

где

где   – числа Бернулли

Правила Лопиталя.

    Теорема 30. Пусть функции  и  непрерывны и дифференцируемы в окрестности точки  и . Если  в окрестности точки , то

    Доказательство. Применим к функциям и  теорему Коши для отрезка , лежащего в окрестности точки . Тогда

где . Учитывая, что , получаем

    При , величина , тогда

    Замечание 1. Теорема верна и в случае, когда  и  не определены в точке , но выполняется условие

    Замечание 2. Теорема верна и для случая, когда . Действительно, положим  получим

    Теорема 31 (Без доказательства). Если функции  и  непрерывны и дифференцируемы в окрестности точки  ( кроме может быть, самой точки ) и в этой окрестности

    Если существует предел

    Пример 57. Вычислить предел


используя правила Лопиталя.

    Решение.

    Пример 58. Вычислить предел


используя правила Лопиталя.

    Решение. Предел имеет неопределенность вида , поэтому

    Пример 59. Вычислить предел


используя правила Лопиталя.

    Решение. Обозначим искомый предел через  и найдем

    Таким образом, , отсюда

    


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

36244. Системы искусственного интеллекта. Понятия и определения. Архитектура, классификация моделей 38 KB
  В этой информационной модели окружающей среды реальные объекты их свойства и отношения между ними не только отображаются и запоминаются но и как это отмечено в данном определении интеллекта могут мысленно целенаправленно преобразовываться . При этом существенно то что формирование модели внешней среды происходит в процессе обучения на опыте и адаптации к разнообразным обстоятельствам . Под структурным подходом мы подразумеваем попытки построения ИИ путем моделирования структуры человеческого мозга. Основной моделируемой структурной...
36245. Распознавание образов: подходы 36 KB
  Ассоциативность памяти и задача распознавания образов Динамический процесс последовательной смены состояний нейронной сети Хопфилда завершается в некотором стационарном состоянии являющемся локальным минимумом энергетической функции ES. Невозрастание энергии в процессе динамики приводит к выбору такого локального минимума S в бассейн притяжения которого попадает начальное состояние исходный пред'являемый сети образ S0. Поскольку для двух двоичных векторов минимальное число изменений компонент переводящее один вектор в другой является...
36246. Персептрон Розенблатта: структура, алгоритм обучения 52 KB
  Персептрон Розенблатта: структура алгоритм обучения. С сегодняшних позиций однослойный персептрон представляет скорее исторический интерес однако на его примере могут быть изучены основные понятия и простые алгоритмы обучения нейронных сетей.Розенблаттом метод обучения состоит в итерационной подстройке матрицы весов последовательно уменьшающей ошибку в выходных векторах. Здесь темп обучения.
36247. Генети́ческий алгори́тм 57.5 KB
  Некоторым обычно случайным образом создаётся множество генотипов начальной популяции. Таким образом можно выделить следующие этапы генетического алгоритма: Задать целевую функцию приспособленности для особей популяции Создать начальную популяцию Начало цикла Размножение скрещивание Мутирование Вычислить значение целевой функции для всех особей Формирование нового поколения селекция Если выполняются условия останова то конец цикла иначе начало цикла. Создание начальной популяции Перед первым шагом нужно...
36248. Программные агенты: классификация, структура. Многоагентные системы 43.5 KB
  Классификация агентов. Классификация агентов типы агентов Простые Смышленые Интеллектуальные характеристики Автономное выполнение Взаимодействие с другими агентами и пользователями Слежение за окружением Способность использования абстракций Способность использования предметных знаний Возможность адаптивного поведения для достижения цели Обучение из окружения Терпимость к ошибкам Rel time исполнение ER взаимодействие С позиции изучаемой дисциплины нас прежде всего...
36249. Экспертные системы: виды, структура, этапы построения 119 KB
  При разработке ЭС определяются основные ресурсы к которым относятся: источники знаний время разработки вычислительные средства объем финансирования. Этап завершается созданием модели предметной области и определением следующих задач: типов доступных данных; исходные и выходные данные; используемые стратегии и гипотезы; типы используемых отношений; состав знаний используемых для решения задачи; состав знаний используемых для обоснованного решения. В ходе данного этапа производится оценка выбранного способа представление...
36250. Ресурсы. Свойства и классификация ресурсов. Дисциплины распределения ресурсов 79 KB
  Понятие ресурса. Ресурсы различаются по запасу выделяемых единиц ресурса и бывают в этом смысле исчерпываемые и неисчерпываемые. Исчерпываемость ресурса как правило приводит к жизненным конфликтам в среде потребителей Для регулирования конфликтов ресурсы должны распределяться между потребителями по какимто правилам в наибольшей степени их удовлетворяющим. Именно в этом смысле далее и трактуется понятие ресурса.
36251. Процессы. Задачи синхронизации. Задача взаимного исключения, задача Производитель-потребитель, задача Читатели-писатели 51 KB
  На уровень долгосрочного планирования выносят действия редкие в системе, но требующие больших системных затрат. На уровень краткосрочного планирования выносятся частые и более короткие по длительности действия по управлению процессами.
36252. Аппаратная реализация взаимоисключения: команда test and set. Семафоры. Обеспечение взаимоисключения при помощи семафоров 50 KB
  Главным фактором, обеспечивающим успех в этом случае, является наличие одной аппаратной команды, которая осуществляет чтение переменной, запись ее значения в область сохранения и установку нужного конкретного значения этой переменной