roznica, Studia, Przyszle lata, II rok pg, matma
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
R´o˙zniczkafunkcji Twierdzenie1(oprzedstawieniuprzyrostufunkcji) Je˙zelidzie- dzinafunkcjifzawierapewneotoczenieU ( x 0 ) punktux 0 orazistnieje pochodnaf 0 ( x 0 ) ,todlaka˙zdegoprzyrostu ¢ xtakiego,˙zex 0 +¢ x2 U ( x 0 ) ,przyrostfunkcji ¢ f = f ( x 0 +¢ x ) ¡f ( x 0 ) mo˙znaprzedstawi´cnast¸epuj¸aco ¢ f = f 0 ( x 0 )¢ x + ® ¢ x przyczym®! 0 ,gdy ¢ xd¸a˙zydozerawdowolnyspos´ob. Wniosek1 Je˙zelifunkcjafmapochodn¸awpunkciex 0 ,tojestwtym punkcieci¸agÃla. Definicja1(funkcjir´o˙zniczkowalnej) Funkcj¸efnazywamyr´o˙z- niczkowaln¸awpunkciex 0 ,je˙zelijejprzyrost ¢ f = f ( x 0 +¢ x ) ¡f ( x 0 ) mo˙znadlaka˙zdego ¢ xdostateczniebliskiegozeruprzedstawi´cwpostaci ¢ f = A¢ ¢ x + o (¢ x ) gdzieAjeststaÃl¸a,ao (¢ x ) jestniesko´nczeniemaÃl¸arz¸eduwy˙zszegoni˙z ¢ x,gdy ¢ x! 0 . Wniosek2 Funkcjafmapochodn¸awpunkciex 0 wtedyitylkowtedy, gdyjestwtympunkcier´o˙zniczkowalna,przyczymw´owczas ¢ f = f 0 ( x 0 ) ¢ ¢ x + o (¢ x ) dlaka˙zdego ¢ xdostateczniebliskiegozeru. folia1,wyklad8.tex,29.10.2002 Definicja2(r´o˙zniczkifunkcji) R´o˙zniczk¸afunkcjifwpunkciex 0 dlaprzyrostu ¢ xzmiennejniezale˙znejxnazywamyiloczyn f 0 ( x 0 ) ¢ ¢ x R´o˙zniczk¸eoznaczamysymbolemdf ( x 0 ) ,b¸ad´zte˙zkr´otkodflubdy. Przyrost ¢ xnazywamyr´o˙zniczk¸azmiennejniezale˙znejxioznaczamy symbolem ¢ x. Mamyzatem df ( x 0 ) def = f 0 ( x 0 ) ¢dxlubkr´otkody def = f 0 ( x 0 ) ¢dx Definicja3 Obliczaniepochodnychnazywamyr´o˙zniczkowaniem. Uwaga1(zast.r´o˙zniczkidoobl.przybli˙zonychwarto´scifunkcji) Niechfunkcjafmapochodn¸awÃla´sciw¸awpunkciex 0 .W´owczas f ( x 0 +¢ x ) ¼f ( x 0 )+ f 0 ( x 0 )¢ x d n f ( x 0 ) def = f ( n ) ( x 0 ) ¢dx n przyczymdx n ´ ( dx ) n .Zamiastd n f ( x 0 ) piszemykr´otkod n f. Je˙zeliy = f ( x ) ,tozamiastd n f ( x ) piszemytak˙zed n y.St¸ad dx n ´ d n y dx n folia2,wyklad8.tex,29.10.2002 Definicja4(r´o˙zniczkirz¸edu n funkcji) R´o˙zniczk¸arz¸edunfunkcji fwpunkciex 0 dlaprzyrostu ¢ xzmiennejniezale˙znejxnazywamy wyra˙zenie f ( n ) ( x ) ´ d n f Rozwini¸ecieTayloraiMaclaurinafunkcji Definicja5(wielomianTayloraiMaclaurina) Niechfunkcjaf- mawpunkciex 0 pochodn¸awÃla´sciw¸ak-tegorz¸edu,gdziek2 N [f 0 g. Wielomian k ! ( x¡x 0 ) k nazywamywielomianemTaylorarz¸edukfunkcjifwpunkciex 0 .Je˙zeli x 0 =0 ,towielomiantennazywamywielomianemMaclaurina. 2! ( x¡x 0 ) 2 + ::: + f ( k ) ( x 0 ) Uwaga2 WielomianP k jestjedynymwielomianemstopniak,kt´ory speÃlniawarunki P k ( x 0 )= f ( x 0 ) ;P 0 k ( x 0 )= f 0 ( x 0 ) ;P 00 k ( x 0 )= f 00 ( x 0 ) ;:::;P ( k ) k ( x 0 )= f ( k ) ( x 0 ) Twierdzenie2(wz´orTaylorazreszt¸aLagrange’a) Je˙zelifunkcja fspeÃlniawarunki: 1.maci¸agÃl¸apochodn¸arz¸edun¡ 1 naprzedziale [ x 0 ;x ] , 2.istniejewÃla´sciwapochodnaf ( n ) naprzedziale ( x 0 ;x ) , toistniejepunktc2 ( x 0 ;x ) taki,˙ze f ( x )= P n¡ 1 ( x )+ f ( n ) ( c ) n ! ( x¡x 0 ) n folia3,wyklad8.tex,29.10.2002 P k ( x ) def = f ( x 0 )+ f 0 ( x 0 ) 1! ( x¡x 0 )+ f 00 ( x 0 ) Uwaga3 Twierdzeniepowy˙zszejestprawdziwer´ownie˙zdlaprzedziaÃlu [ x;x 0 ] ,wtedyc2 ( x;x 0 ) . Uwaga4 R´owno´s´cwyst¸epuj¸ac¸awtezietwierdzenianazywamywzorem Taylora.Wyra˙zenie R n ( x ) def = f ( n ) ( c ) n ! ( x¡x 0 ) n nazywamyn-t¸areszt¸aLagrange’a. Reszt¸et¸emo˙znatak˙zezapisa´cwpostaci R n ( x )= f ( n ) ( x 0 +£¢ x ) n ! (¢ x ) n gdzie 0 < £ < 1 oraz ¢ x = x¡x 0 . Dlax 0 =0 wz´orTayloraprzyjmujeposta´c f ( x )= f (0)+ f 0 (0) 2! x 2 + ::: + f ( n¡ 1) (0) ( n¡ 1)! x n¡ 1 + f ( n ) ( c ) n ! x n gdziec2 (0 ;x ) dlax> 0 lubc2 ( x; 0) dlax< 0 .R´owno´s´ct¸e nazywamywzoremMaclaurina. folia4,wyklad8.tex,29.10.2002 1! x + f 00 (0) [ Pobierz całość w formacie PDF ] |