- •1 . Мощность мн-ва. Счётность мн-ва рациональных чисел. Несчётность мн-ва дей-х чисел.
- •2. Предел и непрерывность функций в точке. Св-ва непрерывных функций на отрезке.
- •3 . Предел числовой послед-ности. Теорема Больцано.
- •4. Определение и существование степени с иррациональным показателем.
- •5. Степенная функция с иррациональным показателем. Степень в комплексной области.
- •7. Разложение функций sin X и cos X в степенной ряд. Синус и косинус в комплексной области
- •8. Дифференцируемые функции. Правила дифференцирования
- •9 . Теорема Лагранжа. Условия монотонности и выпуклости функции на промежутке
- •1 0. Экстремумы и точки перегиба
- •12. Опред-ный интеграл. Интегри-руемость непрерывной функции. Формула Ньютона-Лейбниц
- •-Ние первообразной. Формула Ньютона-Лейбница (н.-л.)
- •14. Вычисление s в декартовых и полярных координатах,
- •1 6. Числовые ряды. Признаки сходимости: Даламбера и Коши.
- •17. Абсолютно и условно сх-ся ряды.
- •18.Функциональные послед-ти и ряды.
- •1 9. Степ-ые ряды в компл. Области.
- •20. Формула и ряд Тейлора.
- •2 1. Метрические пространства. Полные метрич. Пр-тва
- •2 3. О.Д.У. Первого порядка. Ур-я с разд-ся пер-ми. Линейные д.У.
- •2 4. Линейные д.У. С пост-ми к-нтами
- •25. Производная ф-ции компл.Пер. Условия диф-ти. Понятие аналитич. Ф-ции
20. Формула и ряд Тейлора.
]
ф-я f(x)
в
т.х0
имеет n
произ-ых. Выясним,
ли мн-н
степени не выше n,
т.ч.
и при этом
…
(1)
Будем
искать этот многочлен в виде
(2)
Подставив
х=х0
в (2), находим
,
т.е.
согл.(1).
Продиф-ем
(2):
(3)
В
(3) при х=х0
,
т.е.
согласно (1). Диффер-уя еще раз и подставив
х=х0
находим
.
Диф-уя n-раз,
получим
.
В итоге имеем
Мн-н удов-ет (1) по построению.
Проверим
условие
.
Пусть
Из (1)=>
По правилу Лопиталя
Значит,
.
Этим доказана
Т1:
]
ф-ция f(x)
определена на (a;b),
x0
(a;b)
и f(x)
в т. x0
имеет
производные до n-го
порядка включ-но=>
(4)
(4)-ф-ла Т-ра ф-ции f(x) в т. x0 с остаточ. членом в форме Пеано.
Pn(x)-мн-н
Т-ра, rn(x)=
f(x)-Pn(x)
– остат. член ф-лы Т-ра. Если в (4) x=0,
то получим: ф-лу Маклорена:
]
f(x)- f(x0)=Δy,
x- x0=Δx=dx.
Тогда
Тогда
(4) примет вид:
Остат. член ф-лы Т-ра можно записать в различ.форме:
1.
-
интеграль. форма.
2.
0<θ<1-форма
Лагранжа
3.
- форма Коши
О1:]
ф-я f(x)
определена в некот-й окр-ти т.
х0
и
имеет в этой т. произв-ые всех порядков.
Тогда
(7)-наз-ся рядом Т-ра для ф-ии f(x)
в т.
х0.
Т. к. сумма степ-го ряда с радиусом сх-сти
r>0 внутри интервала сх-сти яв-ся ∞-но
диффер-мой ф-цией, то степ-й р. можно
разложить только беск-но дифф-ую ф-цию.
Однако не всякая ∞-но диф-мая ф-ция
разлагается в степ. ряд.
Т1: Если ф-ция f(x) м/б разложена в степ-й р. в т. х0, то такое разложение единст-е.
Д-во:]
f(x)
в т.
х0
разлагается в степ-й р.
,
r>0.
Найдем последовательно
и полагаем x=х0.
Получим
.
Это означает, что искомый ряд есть
р.Т-ра ф-ии f(x)
в т.
х0
.Коэф-ты ряда опред-ся значениями f(x)
и ее производных в т.
х0
однозначно. Значит, разложение в ряд
единственно. ■
Т.о. если ф-ция f(x) представима степ. рядом, то этот ряд есть р.Т-ра. Возможны случаи:
1) радиус сх-сти р.Т-ра r>0 и его сумма = f(x), т.е. f(x) разлагается в степ.р.;
2) r>0, но сумма ряда ≠ f(x);
3) r=0. В 2) и 3) f(x) не разлагается в степ.р.
Т2:
Чтобы
р.Т-ра ф-ции f(x)
сх-ся к f(x)
на некот. интервале, необх-мо и дост-но,
чтобы остаточный член
ф-лы
Т-ра для f(x)|→
к 0 при n→∞
при всех x
из этого интервала.
Д-во:
Запишем
ф-лу Т-ра для ф-ции f(x):
(8)
Обозначив
частич.суммы р.(7) ч/з
,
ф-лу (8) запишем в виде
Видим, что если
то
т.е.
сумма р.(1) = f(x).
Обратно,
пусть сумма ряда (7) = f(x).
Тогда
ЧТД.
Т2 позволяет решать задачи на разложение ф-ций в р.Тейлора. Это разложение производ-ся примерно по след. плану.
найти послед-но производные ф-ции f(x).
Вычислить
и
(n=1,2,…)Формально записать р.Т-ра:
.(9)Найти интервал сх-сти этого ряда.
Записать остат. член ф-лы Т-ра для f(x).
Найти мн-во тех х из интервала сх-сти, для к-рых
Для этих х
в разложении (3) мы вправе ~ заменить на
=, т.е. записать разложение в р.Т-ра.
