关灯 巨大 直达底部
亲,双击屏幕即可自动滚动
第248章 函数之妙--xe^x
🎁美女直播

“谈函数之级数展开。对函数f(x)=xe^x进行泰勒级数展开。先求各阶导数,f(x)=(1-x)e^x,f(x)=(x-2)e^x,f(x)=(3-x)e^x,等等。在x=a处展开,泰勒级数公式为f(x)=f(a)+f(a)(x-a)1!+f(a)(x-a)22!+f(a)(x-a)33!+。。。。选取合适之a值,如a=0,计算各阶导数在x=0处的值,可得f(0)=0,f(0)=1,f(0)=-1,f(0)=2,等等。从而函数在x=0处之泰勒级数展开为xe^x=x-x22!+x33!-x?4!+。。。。”

学子乙又问:“先生,泰勒级数展开之意义何在?”

先生曰:“泰勒级数展开可将复杂函数用多项式近似表示,于计算和分析函数值时非常有用。同时,通过泰勒级数展开,可更好理解函数在某一点附近之性质和变化规律。在数值计算中,亦可利用泰勒级数展开提高计算精度。”

“考虑函数f(x)=xe^x在区间[0,2π]上之傅里叶级数展开。傅里叶级数公式为f(x)=a?2+Σn=1to∞,其中a?=1π∫[0,2π]f(x)dx,a?=1π∫[0,2π]f(x)cos(nx)dx,b?=1π∫[0,2π]f(x)sin(nx)dx。计算这些积分较为复杂,但通过逐步计算可得到函数之傅里叶级数展开式。”

学子丙曰:“先生,傅里叶级数展开与泰勒级数展开有何不同?”

先生曰:“泰勒级数展开是在某一点附近对函数进行近似,而傅里叶级数展开是在一个区间上对函数进行近似。傅里叶级数展开主要用于周期函数之分析,将函数表示为正弦和余弦函数之线性组合。于不同应用场景中,可根据需要选择合适级数展开方式。”

这章没有结束,请点击下一页继续阅读!

“论函数之数值计算方法。对于方程f(x)=xe^x-c=0(c为常数),可使用牛顿迭代法求解其零点。牛顿迭代公式为x???=x?-f(x?)f(x?)。首先选取一个初始值x?,然后根据迭代公式不断更新x之值,直至满足一定精度要求。”

学子丁问道:“先生,牛顿迭代法之收敛性如何保证?”

先生曰:“牛顿迭代法之收敛性取决于函数性质和初始值选择。一般而言,若函数在求解区间上满足一定条件,如单调性、凸性等,且初始值选择合理,牛顿迭代法可较快收敛到函数之零点。