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![泰勒公式及麦克劳林公式[高等数学18] #高等数学 #大学数学 #泰勒公式 #麦克劳林公式 #考研](https://p3-pc-sign.douyinpic.com/image-cut-tos-priv/57521bcec3873972387aeb313690041b~tplv-dy-resize-origshort-autoq-75:330.jpeg?lk3s=138a59ce&x-expires=2080159200&x-signature=lJjjDzXcLUNiZuhpYCRaMHgEriU%3D&from=327834062&s=PackSourceEnum_AWEME_DETAIL&se=false&sc=cover&biz_tag=pcweb_cover&l=2025120406250949E1AB1E8DFFCF050D16)
大家好,今天我们就来讲一下泰勒公式和麦克劳令公式,那什么叫泰勒公式呢?你来看啊,这讲内容分两部分,第一部分的话就是简单介绍一下这个泰勒公式和麦克劳令公式。第二部分的话,还得讲一下这个泰勒中式定理,还有拉格朗有一项究竟是什么东西。咱们先来看这个第一部分吧。 第一部分的话说这个态度定理啊,那什么叫态度定理呢?来看了,如果说函数 fx 再点 x 零处,由 n 阶倒数,你有 n 阶的话呢? n 减一减二减二减零就都有了,对吧?然后那么就会有怎样的一个结论呢? 那么就会有这样一个结论,这个结论指的是 fx 等于 fx 零,这个 fx 零指的是某一个点处 x 零,这个点处的函数值啊,这个带 x 的部分才是这个变量的啊, x 零是一个确定的值啊,然后这个 x 是一个变量,一定注意这一点, 然后就等于。哎呦,后边还是挺有意思的。二,那如他中间如果再继续往后写第一项,第二项,第三项,那接下来要写的话,那就是三的阶层分支 f 三街道的书,我就写成片片片 x 零。好,那后边是不是还得依据这样一个规律,还得写成 x 减 x 零或者三次方,懂了吧?那继续往后他有 n 接的话,但是究竟有没有 n 加一接,人家没说,所以后边的话,如果有 n 加一接,你可以一直往下洗啊。 嗯,但是如果再往下没有 n 加一阶倒数的话,那就只能写成这样一个鱼像的形式了。那究竟这个 rnx 究竟是什么东西呢?咱现在就告诉你啊, 这个后边啊, x 这个知道叫什么符号吧?这不就是一个无穷小量的意思吗?我写一下,其实这个就叫 fx 无穷小亮,他要这么写的话,那就指的是 x 减 x 零这样一个 n 次方 这样一个函数的无穷小量。好了,这是一个无穷小。那继续来说,那公式一的话就称为什么?实际上我想说的这个 r n x, 他指的他的名字叫做佩亚诺鱼像,知道这个佩亚诺是一个名字就行了啊, 然后称为带佩亚诺鱼像的泰勒公式。原来这个公式就叫泰勒公式啊,然后具体来说的话,就要带佩亚诺鱼像的泰勒公式,那有些时候用的还是挺多的,如果说哈,如果说我只保留这个前两项的话,咱们你喝一下啊, fx 等于 fx 零,加上 f 片 x 零,然后 x 减去 x 零,因为你后边很可能还有这个鱼像,对吧?所以我们暂时先写上这个约,等于你和了一下,就接近了一下。那我要再写的话,很多同学就知道了,你这个 fx 就是 y, 嗯,我这个 y 零,这个 x 零, fx 零的话,我不妨就写成这个约等于什么?约等于外零,给我移过来呗。外减外零等于,这个不就是某一店主的什么切线的意义,不就是斜率吗? k x 减 x 零,我的天呐,所以呢,他经常利用这样一个 精确到哪,精确到一些导数的部分,经常来这样一个线性的礼盒,这个用的是非常多的,在数学分析里头,经过这样的线性礼盒之后呢,可以大大降低数学分析的难度,你到之后学数学分析自然而然就明白了。 那好,继续往后,接下我们就要证明一下这个态度定理了,那怎么去证明这样一个态度定理呢?告诉大家,实际上呢,并不难证明,我们需要这么来写,主要是想证明啊,这个 rnx 他是一个无穷小量,是关于什么呢?是关于这样一个 x 减 x 零 n 次方的无穷小量。嗯, 怎么去写?咱们一步一步来啊,那我就写这样画横线的部分啊,前头就写成什么,写成这样一个耒合的符号啊,这样一个求和,求和的话,这个求和下标是多少?那我就写成 i 等于零啊,因为是从这个零接到数,从原原函数开始写的, 然后 i 的切成分支 f 哦 i 街道数所对应的 x 零处的 ij 导数,然后再写 x 减 x 零 i 次方。好,这么来写, 那这么来写的话,那所以说呀,我这个 rnx 不就相当于 fx 减去红色的部分,红色部分我们就写成这样一个求和的部分啊,我指的是红色的部分,所以说这个 rnx 是不是变成这个样子了呀?当然需要注意的是一点什么呢? 我们其实在中间是规定了,规定这个零阶岛数十项就是圆函数本身这个是已经规定好了,并且规定什么呢?规定这 零的接成,它本身就是等于一的,这样的话就符合要求了。那么我们再继续往下写啊,当你写出这个样子来以后,接下来我们是不是只需要证明什么? 我们接下来只用证明,因为你是想证明后边他是谁的,是这样一个 x 键 x 零 n 次方的无情小量。无情小量的定义不就是写我们上边是不是可以一直去求到的呀?然后下边也可以一直去求到的呀?而且上边和下边都是当 x 去运用 x 零时候,都什么 啊?无穷小亮,所以说无穷小亮比上无穷小亮。零比零的性质,你看左边是不是零比零啊?他是一个零,既然符合零比零的不定时的话,那接下来是不是要利用诺贝达法则?诺贝达法则我们一直求道嘛,对不对? 左边我就直接写了画圈部分呢,整体我就写成左边这个狮子了,左边这个狮子一接倒数,二接倒数,一只写到多少?一只写到 n 接导书我就一直写下去了,我省略了很多东西的啊。下边你经过 n 次求逃,第一次求导的话是 n 乘 x 减 x, 零的 n 减一次方,那第二次求的话就变成了 n 成什么? n 乘 n 减一,再乘 x 减 x, 零的 n 减二次方,就一直求导下去,最终的话就求逃成为什么了?经过 n 次求导 就变成了 n 乘 n 减一,乘 n 减二,一直乘到一,那其实最终结果它不就是 n 的阶层?原来分母是 n 的阶层啊,那这个分子的话也不麻烦,因为分子的话,我们看 分子就是这个 r x 吧。 r x 分成两部分,左边这一部分的话,你经过 n 次求导,那不就是 f n x n 接倒数吗?对吧?那后边求和部分的话,大家一定要注意,求和部分的话,我们展开时间就是红线部分,大家能看出来这样一个红色的部分吧,这就是 r x 后边这样一个部分。你经过 n 次求导, 同学们告诉我经过一次修道画圈部分得几?因为他是一个常数,经过一次修道得零吧。但是我们要经过 n 次修道啊,经过第二修道时候他也变成零了, 第三个球岛时候他也变成零,所以经过第 n 字球岛以后只剩下最后一部分了。那既然只剩下最后一部分,最后一部分怎么写?我就直接写出来吧。我就直接写了最后一部分。经过 n 字球岛以后,这个 r x, 他就是 fn 接导数。谁呀? x 零所对应的 n 接导数。 那最终结果,因为 x 需选 x 零,你把 x 零带入这个位置,最终结果不就是零吗?所以说这个 r n x 这样一个培养的鱼像,他是不是一个无穷小量啊?他当然是一个无穷小量,谁都无穷小量, x 键 x 零 n 次放的五成小料。是不是证明完了?证明完泰勒定律了呀?那继续往后说,接下来就是这个泰勒公式和买卡罗定公式啊。现在我们来说一下这个 泰勒展开的唯一性。刚才说过了啊,说过你展开以后呢?一次方,二次方这样一个规律,最后太带这样一个培养的鱼像, 那么他是不是唯一的呢?就是说展开成这样一个规律之后,这个 a 零是否一定对应的是这个 f x 零?那这个 a 二的话,是否就一定对应的是二的阶层分支? f p r x 零是不是一定这样?我告诉大家,肯定是唯一的,一会我会帮助你证明一下的啊, 肯定是唯一的。后边告诉你了,这个鱼像也满足他就是 x 加 x 变蓝字方这样一个函数的无穷小, 那么一定有这样一个规律,发现了,发现了,没有,他就是告诉你,泰勒展开肯定是唯一的 a, 零是一个确定的数字,然后 a 一呢,也是一个确定的数字, a 二, a 三一直到 a 都是一个确定的数字。那具体来说怎么证明?我跟大家说一下。证明的话,因为需要用到红色部分这样一个公式, 我们先看题,接下来他让你证明什么?证明泰勒展开唯一性定理。怎样证明这个唯一性定理呢?我只能说是类似于数学归纳法,但是不能叫数学归纳法。那好了,我们证明了啊,证明的话,我们让 k 等于几啊? k 最小,他是自然,那肯定是 k 等于零的时候啊, 可以等于零,可以等于零的话,那左边的话,我们就将 x 零带入第一个这样一个式子中, 那待会以后左边就变成了 fx 零了,右边就变成了 a 零了,后边你看这是多少啊?零啊, a 二乘零啊, a 三,后边都是零,我们就不写了。所以说你看第一部分球队老爸,第二部分我们看对不对啊? 当这个 k 等于一的时候呢?他这个规律是告诉我们什么?告诉我们 a 一等于一的结成分值,实际上也就是 f px, 怎么证呢?这个呢,也要说我们先求到一次啊, f 片 x 对谁啊?对,这样一个式子求导一次,以后常数求导零,我们就不写了啊。好,第二部分求导以后就是 a 一, 然后第三部分呢,就是二倍的 a 二,再乘 x 加 x 零,然后后边的话就是一次方啊,然后继续往后斜那双写的就一样了,我们还是另外 x 等于 x 零,但是呢,带入上边这个式子里头,一带就带出来了 f 片 x 零,右边是 a 一,后边是什么呀?后边实际上他都是零了。有人来说他这样一个鱼像究竟长什么样子?你这个鱼像原来 这个 r n x, 他是谁的无穷小量啊?是 x 减 x 啊, n 减一啊, n 节的这样一个无穷小量。那如果你对人家进行了一次求导以后,我就写成这样一个符号了啊,那不就你看上边求导的话,括号里头求导谁都会吧,那不就变成了 x x 减 x 零, n 减一接这样一个无穷小了嘛,对吧?所以后边的话,实际上都是加零,那同理可得括三,当 k 等于二的时候,说你这个 f 片片 x 零是等于二倍的 a 一的 a 二的啊,那 反过来的话,你说你这个 a 二等于多少,那不就相当于 a 二,它是等于二的阶层分支, f 片片 x 零往后推,其实道理都是一样的, 最终我们会推出来这个 a k, 它就是等于可以接成分支,可以接倒数对应的这样一个值,这不就完了吗?这就证明了这个泰勒展开的唯一性了。那接下来我们就要总结一下这个泰勒公式的好处了啊。这个泰勒公式的话,你也看到了,它可以将一些复杂的函数, 毕竟近似的表示为简单的多项式函数,你看后边他是不是一个多项式的形式啊,因为 a 零 a 一,这些都是什么?都是系数,都是长数啊。正是因为他 公式有了这样的好处,这样的优点,泰勒公式呢,这种化繁为简的功能,才使得他成为分析和研究是一个数学问题的有利工具, 那接下来我想说的就是这个麦克劳林公式了。究竟什么是麦克劳林公式呢?其实非常好说,泰勒公式里头的话,我们是在哪个点处展开的?是在 x 就是自变量 x 零这样一个确定的位置展开的,现在我们让这个 x 零等于零复制就可以了,带进去吧。那 x 减零的话,那后边就不写了, x 减零的一次方, x 减零的二次方,是不是那后边都一样了?原来啊,麦克劳林公式它实际上就是泰勒公式的一种特殊情况,是泰勒公式在 x 零等于零处的这样一个展开,就叫麦克劳林公式了。麦克劳林公式就是泰勒公式的一种特殊情 情况,指导就行。那但是我们并不能满足以上对于像 r x 的定性表述。为什么 定性表述呢?因为我们只知道他是这样一个 n 次方的无穷小,包括这个太乐定理里头,太乐公式里头也说明了他只是一个无穷小,并没有定量的来描述,能不能用一个公式来定量描述出来呢? 可以的,所以接下来我们就要介绍什么介绍这样的泰勒种植定理了。微分种植定理有有三个,他不包括泰勒种植定理,微分种植定理有什么?拉格浪日定理, 哦,还有什么罗二中指定理,还有克西中指定理。我想说的是,最后我们证明拉格朗日鱼性的时候,证明过程并不是用的拉格朗日定理,用的是克系中指定理。所以之前我们讲的克西中指定理,回去一定好好复习一下啊,那他的中指定理,他的表示是什么呀? 如果韩束 fx 在 x 零某个开区呢? a 到 b 内有 n 接一接啊,有 n 加一接的倒数,一定记住了啊,那么对于任 任意一个 x 在 ab 范围内,那此时的 fx, 你看展开的话,前头都是一样的,没有任何区别,就是泰勒展开, 那后边的话,这个 r n x 不是,不是说就是简单的这样一个无穷小就可以了,人家是定量好写出这样一个式子, 哎,这个狮子的话,我们发现这个规律还是符合的啊,只不过呢,你看,如果说他下一个写成 x 零,那 接下来是不是就符合这个规律了?但是呢,我想说的是,它里头这个科赛不是 x 零,它是介于 x 和 x 零之间的,所以呢,它这个东西叫什么?最后这个 r x, 如果你定量的这样写出来这个公式,它就成为 拉格朗日鱼香了。那如何去证明这样的泰勒种植定理呢?我想告诉你啊,如果你想证明泰勒种植定理,一定再看一遍,可惜种植定理的内容啊,上期我们都讲完了,那怎么去证明?现在就来说了啊, 这个证明过程并不简单,首先我们要构造两个函数,两个辅助函数,那另外一个辅助函数的话就是这一题,这一题的话好说,这个就很简单了, x, 注意一定要把 t 看成自变量啊, n 加一次方,那写完这个之后的话,显然我们两个函数,这两个辅助函数,因为什么?因为这个 ft 和 gt 呢?他在哪啊?在 x 零到 x 这样一个 b 区间是连续的,但是呢,这个 x 零和 x 不一定哪个大啊,或者说如果说这个 x 比较小的话,我们就应该写成 x 到 x 零这样一个 b 区间了啊,他是连续的,好 在 b 区间连续,而且在什么?在开区间。可倒吗? x 到 x 间,哦,可倒。所以说是不是由科系终止定理,所以我们直接写科系终止定理,马虎就简写了啊。那科系终止定理的内容 指的是什么?指的是我直接写与 x 之间,后边我为什么没有写成这样的区间的形式?因为我们并不知道这个 x 零和 x 哪个大哪个小啊,所以,但是这个可在肯定夹在他俩之间。 那写到这之后的话,接下来一定要注意一点。注意什么?你自己带一下,你把所有的 t 注意啊,把所有的 t 都换成 x 以后,你这个 fx 是不是等于零啊?同样的道理, 你后边你把这个字变量 t 换成 x 是不是也是零啊?所以这是零,然后这一部分也是减到的零,那后边就好说了,咱就继续来算了啊。减零后边就不说了,他是等于这个 f 片的话。哎,他怎么算?你自己来好好算一下,最难的时间也就是这一部分,求职。 嗯,多算一算,多练一练,多花点时间,肯定可以写出这样一个结果来。分母这个球导就非常容易,我就直接写了,确实非常容易,一定要注意这个内存来说, 这个 t 前头自备辆,前头带有一个副号,所以这个位置我们也加上这个副号,那最终的话一处理就变成了。所以这个 fx 零等于什么?等于你把这个这个 x 零直接写到后边去啊,那就是 n 加一接,哦,这样的接成 f n 加一接 x 键。为什么 x 键 x 零 n 加一键?因为你已经把 gx 零给移到右边去了。写成这样一个指以后带入哪?带入这样一个式子,带入第一个式子里头啊,带入了 带入这样一个式子中,最终就写出来了。所以说 frx 等于等于什么?就等于这样一个你需要求证的形式。剩下我就不多写了,这个还是有难度的。 那么最后一点的话我就说一下这样的带拉格朗日鱼巷。什么叫拉格朗日鱼巷呢?咱们看着啊,将带有拉格朗日鱼巷的他的公式刚才已经说过了,就是后边这样一个形式,他就是拉格朗日鱼巷的。我们 这什么,我们让所有的 x 零都取成零,你看 x 零等于零的时候就变成了什么泰勒公式,就变成了麦克劳令公式。 嗯,然后这个可赛的话变一下形式,但是本质是一样的。最终这个形式的话就叫什么?就成为带拉格朗日鱼像的麦克劳林展开时。那这节课你学会他的公式和麦克劳林公式了吗?分享课堂知识,感受数学之美。我是范老师,下节课再见。

遇事不绝,泰勒展只有多长展多长?很多同学说想听一下泰勒公式,我们高中阶段所用到的泰勒公式其实是它的一种特殊形式,麦克劳林展开式,他说的是任何一个函数 fx 都能写成 fx 的 n 街道的关系式。 我们今天看看他用来取近四值的方法。首先常用函数一的 x 的麦克劳林展开式是这个样子, lowyyx 加一的麦克劳林展开式是这样。注意看这两个式子,如果 x 接近于零 x 的三次方这一项就已经非常小,所以可以把 e 的 x 近四的看成一,加 x 加二分之一倍的 x 平方。 同样的道理,捞引 x 加一也可以近四的看成 x, 减去二分之一 x 平方。注意,这样取近四值都有一个前提条件,就是 x 接近于零。在这里我们一般认为 x 的绝对值不超过零点一就可以。那么这道题小 a, a 等于零点一倍的一,等零点一次把 x 换成零点一,最终约等于零点一一零五。小 b 是九分之一,它约等于零点一一一一。小 c 是副的 lone 零点九。需要取 x 等于副的零点一, 最终小 c 约等于零点一零五。然后就能直接得到答案。其实这样取的进四值结果是非常精确的,赶快自己用计算器验证一下吧。




同学们,你们看一看,看一看啊!你们只要知道麦泰勒公式的麦克劳林展开解决今年的新课标一,简直如同砍瓜切菜如此简单,所以在高中阶段一定要用能用好简单方法就用简单方法, 轻松的利用太乐公式把这三个暴力解出来,很容易知道他们大小关系,秒选 c 啊,这你这样这样计算,一分钟两分钟就算出来了,如果你用标答的话,做死你,你看看今年的标答的他这样的一个 这样的一个解题过程,一千个人里面有一个能做出来吗?哎呀,所以说一定要什么站得高,看得远。