Formula lui Taylor. 25 februarie 2017

Σχετικά έγγραφα
6 n=1. cos 2n. 6 n=1. n=1. este CONV (fiind seria armonică pentru α = 6 > 1), rezultă

a) (3p) Sa se calculeze XY A. b) (4p) Sa se calculeze determinantul si rangul matricei A. c) (3p) Sa se calculeze A.

SEMINARUL 3. Cap. II Serii de numere reale. asociat seriei. (3n 5)(3n 2) + 1. (3n 2)(3n+1) (3n 2) (3n + 1) = a

TEMA 9: FUNCȚII DE MAI MULTE VARIABILE. Obiective:

Capitole fundamentale de algebra si analiza matematica 2012 Analiza matematica

Olimpiada Naţională de Matematică Etapa locală Clasa a IX-a M 1

3. Serii de puteri. Serii Taylor. Aplicaţii.

Analiza matematica Specializarea Matematica vara 2010/ iarna 2011

Curs 4 Serii de numere reale

Polinoame Fibonacci, polinoame ciclotomice

7. ECUAŢII ŞI SISTEME DE ECUAŢII DIFERENŢIALE

Laborator 4 Interpolare numerica. Polinoame ortogonale

Ministerul Educaţiei Naționale Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare

CURS III, IV. Capitolul II: Serii de numere reale. a n sau cu a n. Deci lungimea segmentului este suma lungimilor sub-segmentelor obţinute, adică

Sunt variabile aleatoare care iau o infinitate numărabilă de valori. Diagrama unei variabile aleatoare discrete are forma... f. ,... pn.

PENTRU CERCURILE DE ELEVI

4. Ecuaţii diferenţiale de ordin superior

Seminar 3. Serii. Probleme rezolvate. 1 n . 7. Problema 3.2. Să se studieze natura seriei n 1. Soluţie 3.1. Avem inegalitatea. u n = 1 n 7. = v n.

6.1. DERIVATE ŞI DIFERENŢIALE PENTRU FUNCŢII REALE DE O VARIABILĂ REALĂ. APLICAŢII

Curs 10 Funcţii reale de mai multe variabile reale. Limite şi continuitate.

Inegalitati. I. Monotonia functiilor

5.1. ŞIRURI DE FUNCŢII

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )

COMBINATORICĂ. Mulţimile ordonate care se formează cu n elemente din n elemente date se numesc permutări. Pn Proprietăţi

ŞIRURI ŞI SERII DE FUNCŢII

lim = dacă se aplică teorema lui 3. Derivate de ordin superior. Aplicaţii.

Tema: şiruri de funcţii

PROBLEME CU PARTEA ÎNTREAGĂ ŞI

SUBGRUPURI CLASICE. 1. SUBGRUPURI recapitulare

Sisteme diferenţiale liniare de ordinul 1

a n (ζ z 0 ) n. n=1 se numeste partea principala iar seria a n (z z 0 ) n se numeste partea

3.1. DEFINIŢII. PROPRIETĂŢI

Metode de interpolare bazate pe diferenţe divizate

Analiza în curent continuu a schemelor electronice Eugenie Posdărăscu - DCE SEM 1 electronica.geniu.ro

Functii definitie, proprietati, grafic, functii elementare A. Definitii, proprietatile functiilor

Integrala nedefinită (primitive)

Functii definitie, proprietati, grafic, functii elementare A. Definitii, proprietatile functiilor X) functia f 1

T R A I A N. Numere complexe în formă algebrică z a. Fie z, z a bi, Se numeşte partea reală a numărului complex z :

(a) se numeşte derivata parţială a funcţiei f în raport cu variabila x i în punctul a.

Metode iterative pentru probleme neliniare - contractii

BAREM DE CORECTARE CLASA A IX A

CAPITOLUL IV CALCULUL DIFERENŢIAL PENTRU FUNCŢII REALE DE O VARIABILA REALĂ

1. Operaţii cu numere reale Funcţii Ecuaţii şi inecuaţii de gradul întâi Numere complexe Progresii...

1. ŞIRURI ŞI SERII DE NUMERE REALE

1. ŞIRURI ŞI SERII DE NUMERE REALE

Seminariile Capitolul X. Integrale Curbilinii: Serii Laurent şi Teorema Reziduurilor

Analiză I Curs 1. Curs 1., a n. dacă ε, ( )N ( ε ) a.î. n x n ε ; ε sunt numere reale şi deci (a n. şi fie

CLASA a V-a CONCURSUL INTERJUDEŢEAN DE MATEMATICĂ ŞI INFORMATICĂ MARIAN ŢARINĂ EDIŢIA A IV-A MAI I. Să se determine abcd cu proprietatea

CAPITOLUL III FUNCŢII CONTINUE

SERII NUMERICE. Definiţia 3.1. Fie (a n ) n n0 (n 0 IN) un şir de numere reale şi (s n ) n n0

Examenul de bacalaureat nańional 2013 Proba E. c) Matematică M_mate-info. log 2 = log x. 6 j. DeterminaŃi lungimea segmentului [ AC ].

III. Serii absolut convergente. Serii semiconvergente. ii) semiconvergentă dacă este convergentă iar seria modulelor divergentă.

Cap. IV Serii Fourier. 4.1 Serii trigonometrice. (1) Numărul T se numeşte perioadă pentru funcţia f ( x )., x D, x ± T D

Curs 14 Funcţii implicite. Facultatea de Hidrotehnică Universitatea Tehnică "Gh. Asachi"

V.7. Condiţii necesare de optimalitate cazul funcţiilor diferenţiabile

Cursul 7. Spaţii euclidiene. Produs scalar. Procedeul de ortogonalizare Gram-Schmidt. Baze ortonormate

Varianta 1

în care suma termenilor din fiecare grup este 0, poate conduce la ideea că valoarea acestei sume este 0. De asemenea, gruparea în modul

Clasa a IX-a. 1. Rezolvaţi în R ecuaţiile: (3p) b) x x x Se consideră mulţimile A = { }, (2p) a) Determinaţi elementele mulţimii A

DISTANŢA DINTRE DOUĂ DREPTE NECOPLANARE

Varianta 1 - rezolvari mate MT1

5. FUNCŢII IMPLICITE. EXTREME CONDIŢIONATE.

Planul determinat de normală şi un punct Ecuaţia generală Plane paralele Unghi diedru Planul determinat de 3 puncte necoliniare

Asupra unei inegalităţi date la barajul OBMJ 2006

Concursul Naţional Al. Myller Ediţia a VI - a Iaşi, 2008

EXAMENE ŞI CONCURSURI

Varianta 1. SUBIECTUL I (30p) Varianta 001 5p 1. Să se determine numărul natural x din egalitatea x = p

CAPITOLUL 4 SPAŢII VECTORIALE EUCLIDIENE/UNITARE Produs scalar. Spaţii euclidiene şi spaţii unitare-definiţie

Statisticǎ - curs 2. 1 Parametrii şi statistici ai tendinţei centrale 2. 2 Parametrii şi statistici ai dispersiei 5

OLIMPIADA DE MATEMATICĂ FAZA LOCALĂ CLASA a V-a

CAPITOLUL 1. În acest paragraf vom reaminti noţiunea de primitivă, proprietăţile primitivelor şi metodele generale de calcul ale acestora.

Analiza bivariata a datelor

CULEGERE DE PROBLEME

PENTRU CERCURILE DE ELEVI

a. 11 % b. 12 % c. 13 % d. 14 %

R R, f ( x) = x 7x+ 6. Determinați distanța dintre punctele de. B=, unde x și y sunt numere reale.

Ciprian Deliu METODE NUMERICE ŞI STATISTICĂ

Definiţia generală Cazul 1. Elipsa şi hiperbola Cercul Cazul 2. Parabola Reprezentari parametrice ale conicelor Tangente la conice

CONCURSUL NAŢIONAL DE MATEMATICĂ APLICATĂ "ADOLF HAIMOVICI"

5.5. REZOLVAREA CIRCUITELOR CU TRANZISTOARE BIPOLARE

z a + c 0 + c 1 (z a)

Curs 1 Şiruri de numere reale

MATEMATICĂ. - frecvenţă redusă - clasa a IX a. Prof. Baran Mihaela Gabriela

Seria MATEMATICĂ ANALIZĂ MATEMATICĂ Calcul diferenţial

Capitolul 2 ŞIRURI DE NUMERE REALE. 2.1 Proprietăţi generale Moduri de definire a unui şir. (x n ) n 0 : x n =

4. Integrale improprii cu parametru real

Algebră 1. Disciplină obligatorie; Anul I, Sem. 1, ore săptămânal, învăţământ de zi: 2 curs, 2 seminar, total ore semestru 56; 6 credite; examen.

Sala: 2103 Decembrie 2014 CURS 10: ALGEBRĂ

Ecuaţia generală Probleme de tangenţă Sfera prin 4 puncte necoplanare. Elipsoidul Hiperboloizi Paraboloizi Conul Cilindrul. 1 Sfera.

METODE NUMERICE. Note de curs

CONCURSUL INTERJUDEŢEAN DE MATEMATICĂ ŞI INFORMATICĂ MARIAN ŢARINĂ Ediţia a XI-a, 6 7 MAI CLASA a IV-a

Curs 2 Şiruri de numere reale

Capitolul 4. Integrale improprii Integrale cu limite de integrare infinite

Tranzistoare bipolare şi cu efect de câmp

Seminar 5 Analiza stabilității sistemelor liniare

Fig Impedanţa condensatoarelor electrolitice SMD cu Al cu electrolit semiuscat în funcţie de frecvenţă [36].

MODELAREA MATEMATICĂ A SISTEMELOR CONTINUE

Lucian Maticiuc. Facultatea de Hidrotehnică, Geodezie şi Ingineria Mediului Matematici Superioare, Semestrul I, Lector dr. Lucian MATICIUC SEMINAR 9.

PROBLEME PROPUSE- SET4 Controlul interferenţei intersimbol. Criteriile lui Nyquist Transmisiuni codare corelativă.

Partea întreagă, partea fracţionară a unui număr real

Transcript:

Formula lui Taylor Radu Trîmbiţaş 25 februarie 217 1 Formula lui Taylor I iterval, f : I R o fucţie derivabilă de ori î puctul a I Poliomul lui Taylor de gradul, ataşat fucţiei f î puctul a: (T f)(x) = f(a) + x a f (a) + + 1! Restul de ordiul al formulei lui Taylor î puctul x (R f)(x) = f(x) (T f)(x) f () (a) Formula lui Taylor de ordiul petru fucţia f î veciătatea puctului a: f(x) = (T f)(x) + (R f)(x) sau 2 Restul Are loc f(x) = f(a) + x a f(a) + 1! + (R f)(x) (R f)(x) = (x a)2 f (a) + + 2! ω(x), cu lim ω(x) = x a Dacă f C +1 (I), atuci θ (, 1) astfel îcât (restul î forma Lagrage) (R f)(x) = +1 f (+1) (a + θ(x a)) ( + 1)! f () (a) (R f)(x) = +1 (1 θ) f (+1) (a + θ(x a)) (restul î forma Cauchy) 1

x (x t) (R f)(x) = f (+1) (t)d t a (restul î formă itegrală) Formula lui Maclauri Dacă î formula lui Taylor se ia a =, se obţie formula lui MacLauri ude f(x) = f() + xf () + + x f () () + (R f)(x), (R f)(x) = x+1 ( + 1)! f (+1) (θx), θ (, 1) Example de dezvoltări uzuale e x = 1 + x + x2 2! + + x + R (x); (1) si x = x x! + x5 x2+1 5! (2 + 1)! + R 2+1(x); (2) cos x = 1 x2 2! + x4 x2 4! (2)! + R 2(x); () Alte dezvoltări uzuale ude l(1 + x) = x x2 2 + x x + 1 + R +1(x); (4) ( ) ( ) ( ) k k k (1 + x) k = 1 + x + x 2 + + x + R (x), (5) 1 2 ( ) k = k(k 1) (k + 1) 4 Aplicaţii Problema 1 Să se scrie formula lui MacLauri petru fucţia f : [ a, ) R, f(x) = a + x, a > Soluţie Scriem f(x) = a + x = a ( ) 1 + x 1 2 a ; se obţie f(x) = [ a 1 + 1 x 2 a + 1 1 ) 2 ( 1)1 + ( 1) 2 1 1 ) + 2 2 2! a 2! a 1 1 5 (2 ) +( 1) 2 a ) + (R f)(x)] 2

Problema 2 Să se determie umărul atural, astfel ca petru a = şi f : R R, f(x) = e x T f să aproximeze f î [ 1, 1] cu trei zecimale exacte Soluţie Impuem codiţia (R f) (x) = x+1 e θx < 1 Deoarece θx < 1, (+1)! e θx < e <, avem x +1 ( + 1)! eθx < ( + 1)! < 1 = 6 Î particular, luâd x = 1, obţiem ( e 1 + 1 1! + + 1 ) 6! < 1 1 Problema Să se aproximeze 999 cu 12 zecimale exacte Soluţie Avem 999 = 1 (1 1 ) 1 1 Folosim formula (5) petru k = 1/, x = 1 1 Îtr-o serie alterată modulul erorii este mai mic decât modulul primului terme eglijat ( 1 ) (R f)(x) < 1 Petru = 4, avem (R f)(x) < 1 24 1 12 = 1 24 = 4 115 2 1 14 5 Probleme propuse Problema 4 Dezvoltaţi fucţia eroare erf(x) = 2 x e t2 d t π i serie utilizâd seria petru expoeţială şi itegrâd Calculaţi seria Taylor a lui erf(x) î jurul lui zero direct Sut cele două serii idetice? Evaluaţi erf(1) aduâd patru termei ai seriei şi comparaţi cu valoarea erf(1) 8427, care este dată cu patru zecimale corecte Idicaţie: Di teorema fudametală a calculului itegral rezultă că d dx x f(t)d t = f(x) Problema 5 Deduceţi seria Taylor petru l(1 + x) şi aproximaţi l 2 folosid primii 8 termei Câţi termei sut ecesari petru a obţie l 2 cu 5 zecimale corecte? La fel petru l 1+x 1 x

Problema 6 Deduceţi seria Taylor petru arctagetă Câţi termei sut ecesari petru a obţie π/4 cu 5 zecimale corecte Problema 7 (Aproximare cu serii MacLauri) O fucţia f C [a, b] se poate aproxima, utilizâd seria Maclauri truchiată, pritr-u poliom de grad f(x) T (x) = c i x i, ude c i = f (i) ()/i! (a) Reprezetaţi grafic şi comparaţi graficele lui f(x) = e x şi ale polioamelor (T 2 f) (x), (T f) (x), (T 4 f) (x), (T 5 f) (x) Aproximează mulţumitor polioamele T f de grad mare fucţia e x pe u iterval di ce i ce mai mare cetrat î jurul origiii? (b) Repetaţi petru g(x) = l(1 + x) Problema 8 (Aproximare Padé raţioală) Aproximarea Padé raţioală este cea mai buă aproximare a uei fucţii pritr-o fucţie raţioală de ordi (m, ) dat Se defieşte ca fiid o aproximare raţioală de grad (m, ) dat care reproduce valorile fucţiei si derivatelor ei pâa la ordiul m + k Ea dă adesea aproximări mai bue decât seriile Taylor truchiate şi ueori lucrează chiar şi atuci câd seria Taylor u coverge! Î loc să utilizăm polioame de grad mare, putem utiliza câturi de polioame de grad mic Aceste aproximări se umesc aproximări raţioale Fie i= f(x) p m m(x) q k (x) = i= a ix i k j= b jx = R m,k(x), j ude b = 1 Aici am ormalizat pri b iar valorile lui m şi k se presupu a fi modeste Alegem cei k coeficieţi b j şi cei m + 1 coeficieţi a i di R m,k astfel îcât R m,k să reproducă valorile lui f şi ale uui umăr specificat de derivate ale ei î puctul fixat x = Costruim îtâi seria Maclauri truchiată i= c ix i, ude c i = f (i) ()/i! şi c i = petru i < Apoi, egalăm primele m + k + 1 derivate ale lui R m,k î raport cu x î x = cu primii m + k + 1 coeficieţi c i Se obţie sistemul: c m c m 1 c m (k 2) c m (k 1) c m+1 c m c m (k ) c m (k 2) c m+(k 2) c m+(k ) c m c m 1 c m+(k 1) c m+(k 2) c m+1 c m b 1 b 2 b k 1 b k = c m+1 c m+2 c m+(k 1) c m+k Deoarece b = 1, rezolvâd acest sistem de dimesiue k k vom obţie coeficieţii b 1, b 2,, b k Valorile lui a, a 1,, a m se obţi di a j = j c j l b l l= (j =, 1, m) 4

De otat că a j = petru j > m şi b j = petru j > k De asemeea, dacă k =, atuci R m, este seria Maclauri truchiată a lui f Mai mult, aproximarea Padé poate avea sigularităţi (a) Implemetaţi aproximarea Padé petru f, k, m date (b) Determiaţi fucţiile raţioale R 1,1 (x) şi R 2,2 (x) petru f(x) = e x Reprezetaţi grafic şi comparaţi graficele lui f(x) = e x, R 1,1 şi R 2,2 Sut satisfăcătoare aceste aproximaţii raţioale ale lui e x pe [ 1, 1]? Cum se comportă comparativ cu seriile Maclauri truchiate di problemele precedete? (c) Repetaţi petru aproximările R 2,2 (x) şi R,1 (x) ale fucţiei g(x) = l(1 + x) Problema 9 Calculaţi dezvoltarea MacLauri a fucţiei Bessel J (2x) Determiaţi R 2,2 (x), R 4, (x) şi R 2,4 (x) şi comparaţi graficele Fucţiile Bessel J se defiesc pri J (x) = 1 π π cos (x si θ θ) dθ 5