Loading web-font TeX/Size1/Regular

Tuesday, August 23, 2016

Rady

Funkcionálne rady 


Taylorov rozvoj funkcie 
Ak existuje mocninový rad \sum_{n=0}^{\infty} a_n (x-x_0)^{n} so stredom v bode x_0 taký, že konverguje v nejakom okolí bodu x_0 k funkcii f(x) a ak má funkcia f(x) v bode x_0 všetky derivácie, tak ho môžeme v okolí bodu x_0 rozvinúť do Taylorovho radu. 

Nech f(x) je (n+1)-krát diferencovateľná funkcia v bode x_0, definovaná na okolí \mathcal{O}(x_0) bodu x_0. Potom platí
f(x)=f(x_0)+\frac{f'(x_0)}{1!}(x-x_0)+\frac{f''(x_0)}{2!}(x-x_0)^{2}+\dots
\dots+\frac{f^{(n)}(x_0)}{n!}(x-x_0)^{n}+R_{n+1}(x),

kde výraz R_{n+1}(x) označuje zvyšok.
Tento vzorec sa nazýva Taylorov vzorec a jeho prvá časť  (časť bez zvyšku) sa nazýva n-tý Taylorov polynóm alebo Taylorov aproximačný polynóm funkcie f(x) so stredom v bode x_0.

Aby bol polynóm p(x) konečného stupňa n Taylorovým polynómom, musí platiť:
\lim_{x\to x_0}\frac{f(x)-p(x)}{(x-x_0)^{n}}=0.


Taylorov polynóm využívame pri hľadaní približných hodnôt funkcií. Taylorov rad si najskôr predstavíme ako nekonečný súčet, vypočítame niekoľko prvých členov polynómu a ostatné členy zapíšeme v tvare zvyšku o(x^{k}). Chybu výpočtu pri takejto aproximácii odhadneme napríklad pomocou Lagrangeovho tvaru zvyšku:
R_{n+1}(x)=\frac{f^{(n+1)}(\zeta)}{(n+1)!}(x-x_0)^{n+1},

kde pre x<x_0 je číslo \zeta\in(x,x_0), pre x>x_0 je \zeta\in(x_0,x)

No comments:

Post a Comment