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摘 要:本文首先给出Taylor公式的三种微分型余项形式,并利用三种余项间的关系得到微分余项的统一形式,再根据中值定理以及牛顿——莱布尼兹公式得到Taylor公式的积分型余项,最后,阐述了微分型余项和积分型余项的转换关系。
关键词:Taylor公式 Peano Lagrange Cauchy型余项 微分型余项 积分型余项
Taylor公式余项分析目的:
1)估计用n阶Taylor多项式表示函数时的误差;
2)考察函数的Taylor级数是否收敛于该函数,即 是否成立。
一、Taylor 公式及三种微分型余项形式
若函数f(x)在U(x0)内具有直到(n+1)阶导数,则
1.Peano形式余项
Rn(x)=0((x-xo)n)称为Peano余项。
2.Lagrange形式余项:
称为Lagrange余项。
3.Cauchy型余项
称为Cauchy余项
4.结论:根据Lagrange余项和Cauchy余项的关系,Taylor公式的微分型余项可归纳为 。
此余项当m=n即为Lagrange余项;而当m=0即为Cauchy余项。
二、Taylor公式积分型余项
Taylor公式的Lagrange余项形式,实际上是Lagrange中值定理的一种推广。 就是零阶微分中值定理具有的积分形式。n阶微分中值定理也具有积分形式
于是
Taylor公式的积分型余项:设f(x)在U(x0)有直到n+1阶连续导数。则对任何 有
三、微分型余项与积分型余项的关系
对积分型余项用第一积分中值定理
即为Lagrange余项。
由f (n+1)(x)在U(x0)有界,就有 。即Rn(x)=0((x-xo)n)即为Peano余项。
当f (n+1)(t)(x-t)n是连续函数,据积分平均值定理,有
即为Cauchy余项。
参考文献
[1]华东师范大学数学系.数学分析[M].北京.高等教育出版社.1991.363
[2]格·马·菲赫金哥尔茨.微积分学教程.第一卷。北京大学高等数学教研室译.高等教育出版社 1956
[3]徐利治.王兴华.数学分析的方法及例题选讲(修订版).高等教育出版社.1984