Taylorův polynom

Transkript

Taylorův polynom
Taylorův polynom
c ÚM FSI VUT v Brně
°
29. září 2007
c ÚM FSI VUT v Brně
°
Taylorův polynom
Určete Taylorův polynom druhého stupně T2 (x, y)
funkce f se středem v bodě A[1, 1]
f (x, y) = ln
c ÚM FSI VUT v Brně
°
p
x2 + y 2
Taylorův polynom
Obecný tvar Taylorova polynomu druhého stupně funkce f se středem v bodě [x0 , y0 ] má tvar
T2 ([x0 , y0 ]) = f ([x0 , y0 ]) + fx0 ([x0 , y0 ])(x − x0 ) + fy0 ([x0 , y0 ])(y −
¡ 00
00 ([x , y ])(x − x )(y − y ) +
y0 ) + 2!1 fxx
([x0 , y0 ])(x − x0 )2 + 2fxy
0 ¢0
0
0
00
fyy ([x0 , y0 ])(y − y0 )2
c ÚM FSI VUT v Brně
°
Taylorův polynom
Obecný tvar Taylorova polynomu druhého stupně funkce f se středem v bodě [x0 , y0 ] má tvar
T2 ([x0 , y0 ]) = f ([x0 , y0 ]) + fx0 ([x0 , y0 ])(x − x0 ) + fy0 ([x0 , y0 ])(y −
¡ 00
00 ([x , y ])(x − x )(y − y ) +
y0 ) + 2!1 fxx
([x0 , y0 ])(x − x0 )2 + 2fxy
0 ¢0
0
0
00
fyy ([x0 , y0 ])(y − y0 )2
Taylorův polynom druhého stupně funkce f se středem v bodě [1, 1]
má tedy tvar
T2 ([1, 1]) = f ([1, 1]) + fx0 ([1, 1])(x − 1) + fy0 ([1, 1])(y − 1) +
¡
¢
1
00
2
00
00
2
2! fxx ([1, 1])(x−1) +2fxy ([1, 1])(x−1)(y−1)+fyy ([1, 1])(y−1)
c ÚM FSI VUT v Brně
°
Taylorův polynom
f (x, y) = ln
p
x2 + y 2
Nejprve určíme hodnotu funkce f a hodnotu parciálních derivací
funkce f v bodě A[1, 1]
c ÚM FSI VUT v Brně
°
Taylorův polynom
f (x, y) = ln
p
x2 + y 2
Nejprve určíme hodnotu funkce f a hodnotu parciálních derivací
funkce f v bodě A[1, 1]
√
Řešení: f ([1, 1]) = ln 12 + 12 = 12 ln 2
c ÚM FSI VUT v Brně
°
Taylorův polynom
f (x, y) = ln
p
x2 + y 2
Nejprve určíme hodnotu funkce f a hodnotu parciálních derivací
funkce f v bodě A[1, 1]
√
Řešení: f ([1, 1]) = ln 12 + 12 = 12 ln 2
¡ p
¢0
x
fx0 = ln x2 + y 2 x = x2 +y
2
c ÚM FSI VUT v Brně
°
Taylorův polynom
f (x, y) = ln
p
x2 + y 2
Nejprve určíme hodnotu funkce f a hodnotu parciálních derivací
funkce f v bodě A[1, 1]
√
Řešení: f ([1, 1]) = ln 12 + 12 = 12 ln 2
¡ p
¢0
x
1
1
fx0 = ln x2 + y 2 x = x2 +y
fx0 ([1, 1]) = 12 +1
2
2 = 2
c ÚM FSI VUT v Brně
°
Taylorův polynom
f (x, y) = ln
p
x2 + y 2
Nejprve určíme hodnotu funkce f a hodnotu parciálních derivací
funkce f v bodě A[1, 1]
√
Řešení: f ([1, 1]) = ln 12 + 12 = 12 ln 2
¡ p
¢0
x
1
1
fx0 = ln x2 + y 2 x = x2 +y
fx0 ([1, 1]) = 12 +1
2
2 = 2
¢0
¡ p
y
fy0 = ln x2 + y 2 y = x2 +y
2
c ÚM FSI VUT v Brně
°
Taylorův polynom
f (x, y) = ln
p
x2 + y 2
Nejprve určíme hodnotu funkce f a hodnotu parciálních derivací
funkce f v bodě A[1, 1]
√
Řešení: f ([1, 1]) = ln 12 + 12 = 12 ln 2
¡ p
¢0
x
1
1
fx0 = ln x2 + y 2 x = x2 +y
fx0 ([1, 1]) = 12 +1
2
2 = 2
¢0
¡ p
y
1
1
fy0 = ln x2 + y 2 y = x2 +y
fy0 ([1, 1]) = 12 +1
2
2 = 2
c ÚM FSI VUT v Brně
°
Taylorův polynom
f (x, y) = ln
p
x2 + y 2 ,
fx0 =
x
x2 +y 2 ,
fy0 =
y
x2 +y 2
Určíme hodnotu druhých parciálních derivací funkce f v bodě A[1, 1]
c ÚM FSI VUT v Brně
°
Taylorův polynom
f (x, y) = ln
p
x2 + y 2 ,
fx0 =
x
x2 +y 2 ,
fy0 =
y
x2 +y 2
Určíme hodnotu druhých parciálních derivací funkce f v bodě A[1, 1]
¡ p
¢00
¡ x ¢0
y 2 −x2
00 = ln
Řešení: fxx
x2 + y 2 xx = x2 +y
2 x = (x2 +y 2 )2
c ÚM FSI VUT v Brně
°
Taylorův polynom
f (x, y) = ln
p
x2 + y 2 ,
fx0 =
x
x2 +y 2 ,
fy0 =
y
x2 +y 2
Určíme hodnotu druhých parciálních derivací funkce f v bodě A[1, 1]
¡ p
¢00
¡ x ¢0
y 2 −x2
00 = ln
Řešení: fxx
x2 + y 2 xx = x2 +y
2 x = (x2 +y 2 )2
00 ([1, 1]) =
fxx
c ÚM FSI VUT v Brně
°
12 −12
(12 +12 )2
=0
Taylorův polynom
f (x, y) = ln
p
x2 + y 2 ,
fx0 =
x
x2 +y 2 ,
fy0 =
y
x2 +y 2
Určíme hodnotu druhých parciálních derivací funkce f v bodě A[1, 1]
¡ p
¢00
¡ x ¢0
y 2 −x2
00 = ln
Řešení: fxx
x2 + y 2 xx = x2 +y
2 x = (x2 +y 2 )2
2
2
00 ([1, 1]) = 1 −1
fxx
=0
(12 +12 )2
p
¡
¢
¡ x ¢0
00
00 = ln
fxy
x2 + y 2 xy = x2 +y
2 y =
c ÚM FSI VUT v Brně
°
−2xy
(x2 +y 2 )2
Taylorův polynom
f (x, y) = ln
p
x2 + y 2 ,
fx0 =
x
x2 +y 2 ,
fy0 =
y
x2 +y 2
Určíme hodnotu druhých parciálních derivací funkce f v bodě A[1, 1]
¡ p
¢00
¡ x ¢0
y 2 −x2
00 = ln
Řešení: fxx
x2 + y 2 xx = x2 +y
2 x = (x2 +y 2 )2
2
2
00 ([1, 1]) = 1 −1
fxx
=0
(12 +12 )2
p
¡
¢
¡ x ¢0
00
00 = ln
fxy
x2 + y 2 xy = x2 +y
2 y =
00 ([1, 1]) =
fxy
c ÚM FSI VUT v Brně
°
−2.1.1
(12 +12 )2
−2xy
(x2 +y 2 )2
= − 21
Taylorův polynom
f (x, y) = ln
p
x2 + y 2 ,
fx0 =
x
x2 +y 2 ,
fy0 =
y
x2 +y 2
Určíme hodnotu druhých parciálních derivací funkce f v bodě A[1, 1]
¡ p
¢00
¡ x ¢0
y 2 −x2
00 = ln
Řešení: fxx
x2 + y 2 xx = x2 +y
2 x = (x2 +y 2 )2
2
2
00 ([1, 1]) = 1 −1
fxx
=0
(12 +12 )2
p
¡
¢
¡ x ¢0
00
00 = ln
fxy
x2 + y 2 xy = x2 +y
2 y =
−2xy
(x2 +y 2 )2
00 ([1, 1]) = −2.1.1 = − 1
fxy
2
(12 +12 )2
p
¢
¡
¡
00
y ¢0
00 = ln
x2 + y 2 yy = x2 +y
fyy
2 y =
x2 −y 2
(x2 +y 2 )2
c ÚM FSI VUT v Brně
°
Taylorův polynom
f (x, y) = ln
p
x2 + y 2 ,
fx0 =
x
x2 +y 2 ,
fy0 =
y
x2 +y 2
Určíme hodnotu druhých parciálních derivací funkce f v bodě A[1, 1]
¡ p
¢00
¡ x ¢0
y 2 −x2
00 = ln
Řešení: fxx
x2 + y 2 xx = x2 +y
2 x = (x2 +y 2 )2
2
2
00 ([1, 1]) = 1 −1
fxx
=0
(12 +12 )2
p
¡
¢
¡ x ¢0
00
00 = ln
fxy
x2 + y 2 xy = x2 +y
2 y =
−2xy
(x2 +y 2 )2
00 ([1, 1]) = −2.1.1 = − 1
fxy
2
(12 +12 )2
p
¢
¡
¡
00
y ¢0
00 = ln
x2 + y 2 yy = x2 +y
fyy
2 y =
x2 −y 2
(x2 +y 2 )2
00 ([1, 1]) =
fyy
c ÚM FSI VUT v Brně
°
12 −12
(12 +12 )2
=0
Taylorův polynom
Spočítané hodnoty
f ([1, 1]) = 12 ln 2,
00 ([1, 1]) = 0,
fxx
fx0 ([1, 1]) = 12 ,
fx0 ([1, 1]) = 12 ,
00 ([1, 1]) = − 1 ,
fxy
2
00 ([1, 1]) = 0
fyy
dosadíme do obecného vzorce
1
2!
T (x, y) = f ([1, 1]) + fx0 ([1, 1])(x − 1) + fy0 ([1, 1])(y − 1) +
¡ 002
¢
00 ([1, 1])(x−1)(y−1)+f 00 ([1, 1])(y−1)2
fxx ([1, 1])(x−1)2 +2fxy
yy
c ÚM FSI VUT v Brně
°
Taylorův polynom
Spočítané hodnoty
f ([1, 1]) = 12 ln 2,
00 ([1, 1]) = 0,
fxx
fx0 ([1, 1]) = 12 ,
fx0 ([1, 1]) = 12 ,
00 ([1, 1]) = − 1 ,
fxy
2
00 ([1, 1]) = 0
fyy
dosadíme do obecného vzorce
1
2!
T (x, y) = f ([1, 1]) + fx0 ([1, 1])(x − 1) + fy0 ([1, 1])(y − 1) +
¡ 002
¢
00 ([1, 1])(x−1)(y−1)+f 00 ([1, 1])(y−1)2
fxx ([1, 1])(x−1)2 +2fxy
yy
Závěr. Taylorův polynom druhého stupně funkce f = ln
se středem v bodě A[1, 1] má tvar
p
x2 + y 2
¡
T2 (x, y) = 12 ln 2 + 12 (x − 1) + ¢12 (y − 1) + 2!1 0(x − 1)2 +
2(− 12 )(x − 1)(y − 1) + 0(y − 1)2 = 12 ln 2 − 1 + x + y − 12 xy
c ÚM FSI VUT v Brně
°
Taylorův polynom

Podobné dokumenty

EXTRÉMY FUNKCÍ VÍCE PROM ˇENNÝCH

EXTRÉMY FUNKCÍ VÍCE PROM ˇENNÝCH Funkce f má v C lokální extrém, jestliže má v C lokální maximum nebo lokální minimum. Absolutní maximum funkce f na množině A ⊂ D(f ) je hodno ta max{f (x, y); (x, y) ∈ A}. Podobně se definuje ab...

Více

Řešené příklady - MATEMATIKA online

Řešené příklady - MATEMATIKA online Protože je derivace fu0 (A) záporná, je funkce f v bodě A ve směru u klesající. Příklad 4.10. Spočtěte derivaci funkce f (x, y) = ln (x + y) v bodě A = [1, 2] ležícím na parabole y 2 = 4x ve směru ...

Více

EXTRÉMY FUNKCÍ VÍCE PROMˇENNÝCH

EXTRÉMY FUNKCÍ VÍCE PROMˇENNÝCH resp. lokální minimum, jestliže existuje okolí U bodu C takové, že f (C) je maximální (resp. minimální ) hodnota f na U ∩ D(f ). Funkce f má v C lokální extrém, jestliže má v C lokální maximum nebo...

Více

Funkce více promenných

Funkce více promenných Daná je funkce f (x, y) = x 2 y + y 3 x 4 , určte její parc. derivace podle x a podle y prvního i druhého řádu, i smíšené. fx0 = 2xy + 4y 3 x 3 00 = 2y + 12y 3 x 2 fxx 00 = 2x + 12y 2 x 3 fxy

Více

x √ x2 + 1 je ∀x ∈ R řešením diferenciální rovnice yy

x √ x2 + 1 je ∀x ∈ R řešením diferenciální rovnice yy Příklad 1. Dokažme, že funkce f (x) = x x2 + 1 je ∀x ∈ R řešením diferenciální rovnice yy 0 − x = 2x3 . Řešení. Aby funkce f byla řešením dané diferenciální rovnice v R, musí ∀x ∈ R platit f (x) · ...

Více

čtyřleté 2000 - Gymnázium Kroměříž

čtyřleté 2000 - Gymnázium Kroměříž jejichž tváři se odrážel běh času jen vnějškově. Životy obyvatel plynuly pomalým tempem a nejeden vysloužilý úředník nebo učitel z různých koutů Hané zde toužil dožít své dny. Kroměříž se ale vymyk...

Více

TI-84-Plus

TI-84-Plus Uživatelsky definované názvy seznamů. Do seznamů lze uložit až 999 prvků 17 interaktivních funkcí zoom Číselné hodnocení uvedené v tabulkovém formátu pro všechny druhy grafů Interaktivní analýza fu...

Více

Šíření chyb u složených funkcí

Šíření chyb u složených funkcí zřídka požadovaný výsledek měření. Většinou je funkcí měřených veličin K odhadu střední hodnoty hledané veličiny a rozptylu lze použít:  metody

Více

Pro pokročilé - Industry Online Support

Pro pokročilé - Industry Online Support all liability for the completeness of this document. It shall only be used for the user's own internal purposes. It shall not be passed on to third parties. The complete documentation can be found ...

Více