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1、第8周习题课参考内容2阶Taylor开展,极值咨询题一二阶Taylor多项式开展例1写出以下函数在指定点的2阶Taylor开展式代Peano型余项:1在;2在。1法一:直截了当开展带入Taylor公式失掉法二:直接开展,应用一元幂函数的Taylor开展:2法一:直截了当开展盘算直到2阶偏导数法二:应用1元余弦函数的曾经明白Taylor开展,直接失掉待盘算的近似开展可应用长除法失掉例2曾经明白隐函数是由方程在点邻域内断定求在原点的带Peano余项的二阶Taylor公式解:曾经明白,记,那么,进一步有,将以及代入,失掉;同理盘算,失掉,综上得。注:应用隐函数方程能够特不复杂地导出在原点的3阶Tay
2、lor公式:二极值咨询题例1设由断定,求该函数的极值解:微分失掉,由此导出,临界点方程为,同时还要满意隐函数前提,三个方程联破,能够解得临界点复杂盘算在点,可盘算出,且,Hessen矩阵正定,可见点是极小值点;为盘算函数的极小值,可应用途的临界点方程解得在点,可盘算出,且,Hessen矩阵负定,因而点是极年夜值点;再应用临界点方程解得函数的极年夜值为留意:由上述隐函数极年夜值跟极小值的巨细能够推断,方程实践断定了两支隐函数。第一个隐函数只要极小值,不极年夜值;第二个隐函数只要极年夜值,不极小值。例21在区间内用一次函数均匀迫近函数,怎样拔取才干使方差到达最小,这里?2在区间内用三角函数组合均匀
3、迫近曾经明白函数,怎样拔取可使方差到达最小?解:1思索函数的最小值咨询题,起首盘算,解临界点方程组,失掉独一解,;留意当趋于无量时,趋于正无量,不会到达最小值,因而只能在,时取到最小值,即所求的线性迫近函数为。2思索函数的最小值咨询题,起首盘算解临界点方程组,失掉独一解这时即为所求例3函数在有界闭地区上延续,在外部偏导数存在,在的界限上的值为零,在外部满意,此中是严厉枯燥函数,且。求证。证实:假定不恒为0,假如在地区内某点P处获得正极年夜值,那么由满意的方程,导出,但严厉枯燥,因而,抵触!同理也不能够在地区内到达负的最小值。综上失掉。弥补题前提极值咨询题例1求原点到曲面的最短间隔解:这可归纳为
4、前提极值咨询题其Lagrange函数为临界点方程组为解得Lagrange函数的两个临界点为临界点到原点的间隔;依照实践意思推断,本咨询题存在最短间隔,而获得最短间隔的点必是临界点,故确实是最短间隔例2.求抛物面与破体的交线椭圆到原点的最长间隔跟最短间隔解:由题意,目的函数为,只要思索前提极值咨询题,引入Lagrange函数失掉临界点方程组,解得,响应于2个临界点,;由多少何意思可知,临界点分不是最小值点跟最年夜值点,比拟目的函数在这两点的值:,可见最长间隔为,最短间隔为。三、向量函数的微分跟导数1盘算极坐标、柱坐标、球坐标变更的Jacobi矩阵跟Jacobi行列式:1破体极坐标变更,也即;2空间柱坐标变更,也即;3空间球坐标变更,也即。解:直截了当盘算如下1,;2,;3,。2.盘算向量复合函数的Jacobi矩阵:1,在;2,。解:1记,在时,。法二:由,失掉,再将带入即得2由题意,同时,。