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二元函数带有Lagrange型余项的泰勒公式在线视频

二元函数带有Lagrange型余项的泰勒公式

下一节:空间曲线的切线与法平面(之一)

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二元函数带有Lagrange型余项的泰勒公式课程教案、知识点、字幕

好 前面我们给出了二元函数

在一点的n阶带有Peano型余项的

Taylor公式

在一元函数微分学中

我们介绍Taylor公式时

除了有Peano型余项

还有所谓的Lagrange型余项

我们先看一下 对二元函数来说

我们有没有

所谓的Lagrange型余项的Taylor公式

我们先把结论写出来

也就是二元函数的n阶带有Lagrange型

余项的Taylor公式

我们把这个结论写成一个定理的形式

我们设二元函数f x y

在点a b的某个邻域 我们用U表示

也就是在它的某个邻域U内

具有n加1阶连续偏导数

当这个点a加delta x b加delta y

在U这个邻域中 这个时候

它在a加delta x b加delta y

这点的值 就可以用这个函数

在a b这点的 n次Taylor多项式的值来近似

而这个函数值与n次Taylor多项式值之差

我们可以表示成是n加1的阶乘分之一

乘上括号里面 偏偏x delta x

加上偏偏y delta y 括起来的n加1次方

最后再 对f在a加θ delta x

b加θ delta y这点取值

其中 这个θ是大于零小于一的一个数

也就是说我们这个点 应该是介于a b

和a加delta x b加delta y

这两点连线上的一点

这个公式我们就称为是函数f x y

在a b这一点的n阶

带有Lagrange型余项的Taylor公式

我们后面这个余项形式

就称为是Lagrange型余项

从我们这个定理 我们可以看出

带有Lagrange型余项的Taylor公式

和带有Peano型余项的Taylor公式

它的不同在哪儿

首先 在条件上 我们应该提高了要求

Peano型余项 它这个要成立的时候

它只需要 要求函数在a b这一点

具有n阶连续导数就行了

而我们的Lagrange型余项

为了使得这个公式成立

它要求函数不仅在这一点

而且要在这个点的某个领域内

具有n加1阶连续偏导数

所以从条件上 我们提高了要求

当然我们付出这个加强条件的代价

实际上结果也是值得的

首先从形式上看 我们现在得到的

这个Lagrange型余项

应该是一个定量的形式

尽管它仅仅是一个理论的结果

因为我们并不知道这个点

具体应该取到哪儿

但毕竟它在形式上给出了一个定量的表述

所以说 我们就有可能

用这个Lagrange余项进行一些简单的估计

这是一个 另外一个

带有Peano型余项的Taylor公式

我们强调过 它应该是一个局部型的结论

而从理论上讲

这个带有Lagrange型余项的Taylor公式

它应该是个整体的结果

原因是只要这个点 在我们这个领域内

那么这个结论都是成立的

只要这个点 在这个领域中

这个结论总是成立的

而这个邻域 我们应该是预先确定的

所以说 与带有Peano型余项的

Taylor公式相比

Lagrange型余项的Taylor公式

在条件上加强了 当然

在得到的结果上也更好了

得到了一个整体的

带有定量误差的这样的一个公式

这是这两个公式的区别

对Lagrange型余项这个Taylor公式来说

我们看一下当n比较小时它反映的是什么

譬如说 如果在这里面 我们n就等于零

n等于零的时候

实际上这个公式我们可以直接写成是

f a加delta x b加delta y

这面应该就等于f a b余项这个时候

1的阶乘分之一就是1

这个 是一个一次方

实际牵扯到的就是求一阶偏导

我们直接写出来就是加上一个

偏f偏x在a加上θ delta x这点取值

再一个是b加上θ delta y这点取值

这是乘上delta x 再加上一个偏f偏y

在相应的这个点取值 再乘delta y

就得到了这么一个关于二元函数的结论

实际上大家回忆一下

我们在一元函数时

曾经一个很重要的微分学结论是

Lagrange中值定理

而这一个 我们把这个值移到左边来

这个加号咱们写成等号

这是不是跟一元函数的

Lagrange中值定理是一个等价的形式

这个结论 我们也称为是

二元函数的Lagrange微分中值定理

就是说 二元函数在两点值的差

可以用这两点之间

某一点的一阶偏导数值给它联系起来

这是n等于零的情况

n如果等于1的时候

我们给它写出来应该就是

f a加delta x b加delta y

它就等于f a b 一次项部分我们直接写出来

就是偏f 偏x在a b这点的值乘上delta x

加上一个偏f偏y

在a b这点的值再乘上delta y

它的余项形式

这个时候应该是加上二的阶乘分之一

也就是二分之一

这面就是偏偏x delta x

加上一个偏偏y delta y 它的平方

在哪一点取二阶混合偏导数

应该是在a加上θ delta x

和b加θ delta y 这一点取二阶偏导数

我想这是n等于1的情况

如果我们把后边这个形式运算给它展开

展开之后

我们再利用矩阵的运算还可以写成这个样子

前面这个多项式部分我就用一个记号

T1来表示 也就是一次Taylor多项式

后面这个我们可以写成是 二分之一

这边是delta x delta y是个行向量

中间是一个偏方f偏x方 偏方f偏x偏y

偏方f偏x偏y 偏方f偏y方

这面是一个delta x delta y列向量

这个矩阵 它的元素

二阶偏导数在哪一点取值

就是在这一点取值 我们不再重写了

所以说 这个利用矩阵运算

就得到了这个形式

大家学过线性代数的时候知道

这应该是一个简单的二次型

二次型当然是由这个矩阵唯一确定

那么在这儿这个矩阵

我们也给它一个名字

这个矩阵的元素是这个二元函数的

二阶偏导数构成的

我们一般把这个矩阵就叫

这个二元函数的Hessian矩阵

Hessian矩阵

当然大家还可以从另外一个角度来理解它

因为一个二元函数

它的梯度向量是偏f偏x 偏f偏y

那么如果我们从向量值函数的角度入手

梯度向量我们自然也可以给它理解成是一个

R2到R2的映射

那这个映射的Jacobi矩阵大家求一下

也就是梯度向量的Jacobi矩阵

应该就是这个二元函数的Hessian矩阵

这是关于带有Lagrange型余项的Taylor公式

在n等于零和n等于1的情况

我们在用带有Lagrange型余项的Taylor公式时

主要的也就是用n的取值比较小的形式

微积分——多元函数与重积分课程列表:

第一章 多元函数微分学

-第一节 多元连续函数

--向量的内积与长度-1

--向量的内积与长度-2

--R^n中的点列的收敛性

--内点、外点、边界点-1

--内点、外点、边界点-2

--开集、闭集、区域

--多元函数的有关概念

--二重极限的定义

--二重极限的例题

--二次极限的定义

--连续与一致连续的定义

--连续函数的性质-1

--连续函数的性质-2

--连续函数的性质-3

-第一章 多元函数微分学--第一节练习题

-第二节 多元函数的偏导数

--偏导数的概念

--偏导数的几何意义

--高阶偏导数的概念

--混和偏导数与求导顺序无关的条件

-第一章 多元函数微分学--第二节练习题

-第三节 多元函数的全微分

--全微分的概念

--可微的必要条件

--可微的充分条件

--可微的充要条件

--多元函数的原函数

-第一章 多元函数微分学--第三节练习题

-第四节 多元函数的微分法

--复合函数微分法之一

--复合函数微分法之二

--复合函数求导数(举例)

--隐函数存在定理

--隐函数求导法(举例)

--隐函数组求导法

-第一章 多元函数微分学--第四节练习题

-第五节 多元函数的方向导数与梯度向量

--方向导数的概念

--方向导数的计算

--梯度向量的概念与计算

-第一章 多元函数微分学--第五节练习题

-第六节 映射及其微分

--映射与连续映射的概念

--映射的导数、微分、雅克比矩阵

--复合映射的微分法

-第一章 多元函数微分学--第六节练习题

-第七节 多元函数的泰勒公式(以二元函数为例)

--二元函数有Peano型余项的Taylor公式

--二元函数有Peano型余项的Taylor公式-2

--二元函数带有Lagrange型余项的泰勒公式

-第一章 多元函数微分学--第七节练习题

第二章 多元函数微分学应用

-第一节 多元函数微分学的几何应用

--空间曲线的切线与法平面(之一)

--空间曲线的切线与法平面(之二)

--空间曲线的切线与法平面问题举例

--曲面的切平面与法线(之一)

--曲面的切平面与法线(之二)

--曲面的切平面与法线(之三)

--曲面的切平面与法线问题举例

-第二章 多元函数微分学应用--第一节练习题

-第二节 多元函数的极值

--极值点的概念和必要条件

--极值点的判别法

--极值问题举例

-第二章 多元函数微分学应用--第二节练习题

-第三节 多元函数的条件极值

--二元函数条件极值问题的提法

--三元函数条件极值问题的提法(之一)

--三元函数条件极值问题的提法(之二)

--条件极值问题的直接解法

--条件极值问题的Lagrange解法

--条件极值问题举例

--多元函数在有界闭域上的最值

--最小二乘法

-第二章 多元函数微分学应用--第三节练习题

第三章重积分

-第一节 二重积分的概念和性质

--二重重积分引入

--二重积分定义

--二重积分性质

--关于二重积分性质的例题

-第二节 二重积分的计算

--二重积分的计算:直角坐标系(1)

--二重积分的计算:直角坐标系(2)

--二重积分的计算:直角坐标系(3)

-第三章重积分--第二节练习题

-第三节 极坐标系及一般坐标系

--极坐标系

--一般坐标系

--二重积分的一般坐标变换公式

--二重积分的计算:极坐标系

--二重积分的计算:极坐标系例题

--二重积分的计算:一般坐标系例题

-第三章重积分--第三节练习题

-第四节 三重积分

--三重积分的引入

--三重积分的定义

--三重积分的性质

--直角坐标系

--三重积分的计算:例题(1)

--三重积分的计算:例题(2)

--空间坐标变换

--空间柱坐标系

--空间柱坐标系例题(1)

--空间柱坐标系例题(2)

--球坐标系

--球坐标系例题

-第三章重积分--第四节 练习题

-第五节 第一类曲线积分

--第一类曲线积分的引入

--第一类曲线积分的定义

--第一类曲线积分的性质

--第一类曲线积分的计算公式

--第一类曲线积分的计算例题

-第三章重积分--第五节 练习题

-第六节 第一类曲面积分

--第一类曲面积分的引入

--第一类曲面积分的定义

--第一类曲面积分的性质

--第一类曲面积分的计算公式

--第一类曲面积分的计算例题(1)

--第一类曲面积分的计算例题(2)

-第三章重积分--第六节 练习题

-第七节 含参变量积分

--含参定积分的定义

--含参积分的连续性

--含参积分的导数

--含参积分的例题

-- 广义含参积分的一致收敛性

--广义含参积分的连续性和积分导数

-第三章重积分--第七节 练习题

第四章 向量分析

-第一节 第二类曲线积分

--第二类曲线积分的引入

--第二类曲线积分的定义

--第二类曲线积分的性质第二类曲线积分的性质

--第二类曲线积分的性质

-第四章 向量分析--第一节 练习题

-第二节 Green公式及其应用

--平面第二类曲线积分:Green公式

--平面第二类曲线积分的计算:利用Green 公式

-第四章 向量分析--第二节 练习题

-第三节 第二类曲面积分

--曲面的定向

--第二类曲面积分的引入

--第二类曲面积分的定义与性质

--第二类曲面积分的计算

-第四章 向量分析--第三节 练习题

-第四节 Gauss公式与Stokes公式

--Gauss公式

--第二类曲面积分的计算:Gauss公式

--Stokes公式及其应用

-第四章 向量分析--第四节 练习题

-第五节 无源场,保守场与调和场

--平面保守场

--势函数及其计算

--空间保守场

--常见的场

-第四章 向量分析--第五节 练习题

第五章 常微分方程

-第一节 微分方程的基本概念

--微分方程概念举例

--微分方程的基本概念

--一阶微分方程定解问题解的存在唯一性

-第二节 可求解的一阶微分方程(初等积分法)

--变量分离方程

--齐次型方程

--可化为齐次型方程的方程

--一阶线性微分方程的概念和解的性质

--一阶线性微分方程的解法

--Bernoulli方程

--可降阶方程(之一)

--可降阶方程(之二)

-第五章 常微分方程--第二节 练习题

-第三节 高阶线性微分方程解的结构

--线性微分方程解的性质

--函数组线性相关(无关)的概念

--函数组线性相关的必要条件

--线性微分方程解函数组线性相关的判别法

--线性微分方程解的结构

-第五章 常微分方程--第三节 练习题

-第四节 高阶线性常系数微分方程

--视频5--17 二阶线性齐次微分方程的特征法

--n阶线性齐次微分方程的特征法

-- 线性齐次微分方程的特征法举例

--二阶线性常系数非齐次微分方程的待定系数法

--二阶线性常系数非齐次微分方程的待定系数法(之一)举例

--二阶线性常系数非齐次微分方程的待定系数法(之二)

--二阶线性常系数非齐次微分方程的待定系数法(之二)举例

--二阶线性常系数非齐次微分方程的变动任意常数法

--二阶线性微分方程的变动任意常数法

--二阶线性微分方程的变动任意常数法(之二)

--欧拉方程

--欧拉方程举例

-第五章 常微分方程--第四节 练习题

二元函数带有Lagrange型余项的泰勒公式笔记与讨论

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