Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Решение. Вычисление суммы ряда с заданной точностью ε следует производить до тех пор, пока не выполнится условие





Вычисление суммы ряда с заданной точностью ε следует производить до тех пор, пока не выполнится условие

| un | ≤ ε.

В данном примере вычисление суммы ряда

необходимо производить до тех пор, пока очередной член ряда по абсолютной величине не будет меньше ε = 0.001. Обозначим n –й член ряда через

.

Тогда алгоритм нахождения суммы ряда будет иметь вид: y = y + U.

При составлении программы определяем последующий член ряда через предыдущий:

, при этом .

Схема алгоритма вычисления суммы ряда приведена на рисунке 19.1.

 

Начало
Конец
n = n + 1
S = S + U
Ввод x, ε, S, n, U
Вывод S
Нет
Да
| U | > ε
U = – U ·(x /2)

 

 


Рисунок 19.1 – Схема алгоритма вычисления суммы ряда

 

 

[kgl].

 

[gl] Тема 20. Разложение функций в степенные ряды. Приближённые вычисления значений функции с помощью степенных рядов [:]

 

Степенные ряды широко используются в теоретических исследованиях и в приближённых вычислениях.

Для приложений важно уметь данную функцию f (x) разлагать в степенной ряд, т. е. функцию f (x) представлять в виде суммы степенного ряда.

Как известно, для любой функции f (x), определённой в окрестности точки x 0 и имеющей в ней производные до (n + 1)-го порядка включительно, справедлива формула Тейлора:

, (20.1)

где , – остаточный член в форме Лагранжа. Формулу (20.1) кратко можно записать в виде

,

где – полином Тейлора.

Если функция f (x) имеет производные любых порядков в окрестности точки x 0 и остаточный член Rn (x) стремится к нулю при , то из формулы Тейлора получается разложение функции f (x) по степеням (xx 0), называемое рядом Тейлора:

. (20.2)

Если в ряде Тейлора положить x 0 = 0, то получим разложение функции по степеням x в так называемый ряд Маклорена:

(20.3)

Пусть для функции f (x) составлен соответствующий ряд Тейлора.

Для того, чтобы ряд Тейлора (20.2) функции f (x) сходился к f (x) в точке x, необходимо и достаточно, чтобы в этой точке остаточный член формулы Тейлора (20.1) стремился к нулю при n → ∞, т. е. чтобы .

Разложение некоторых элементарных функций в ряд Тейлора (Маклорена)

Для разложения функции f (x) в ряд Маклорена (20.3) нужно:

a) найти производные ;

b) вычислить значения производных в точке x 0 = 0;

c) написать ряд (20.3) для заданной функции и найти его интервал сходимости;

d) найти интервал (– R; R), в котором остаточный член ряда Маклорена Rn (x) → 0 при n → ∞. Если такой интервал существует, то в нём функция f (x) и сумма ряда Маклорена совпадают.

Приведём таблицу, содержащую разложения в ряд Маклорена некоторых элементарных функций

, , (20.4)

, , (20.5)

, , (20.6)

,

(20.7)

, , (20.8)

, , (20.9)

, , (20.10)

,

, (20.11)

, , (20.12)

, , (20.13)

Докажем формулу (20.4). Пусть f (x) = ex.

Имеем:

a) ;

b) ;

c) ; , т. е. ряд сходится в интервале ;

d) для всех имеем , т. е. все производные в этом интервале ограничены одним и тем же числом M = eR. Следовательно, . Таким образом, .

Докажем формулу (20.5). Пусть f (x) = sin x.

Имеем:

a) ;

b)

c) . Легко проверить, что полученный ряд сходится на всей числовой оси, т. е. при всех ;

d) Любая производная функции f (x) = sin x по модулю не превосходит единицы, . Следовательно, имеет место разложение (20.5).

Докажем формулу (20.6). Пусть f (x) = cos x.

Проще получить разложение функции cos x, воспользовавшись свойством, что степенной ряд внутри интервала сходимости можно почленно дифференцировать. После этого получим:

, .

 







Дата добавления: 2015-08-29; просмотров: 1791. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!




Шрифт зодчего Шрифт зодчего состоит из прописных (заглавных), строчных букв и цифр...


Картограммы и картодиаграммы Картограммы и картодиаграммы применяются для изображения географической характеристики изучаемых явлений...


Практические расчеты на срез и смятие При изучении темы обратите внимание на основные расчетные предпосылки и условности расчета...


Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...

Оценка качества Анализ документации. Имеющийся рецепт, паспорт письменного контроля и номер лекарственной формы соответствуют друг другу. Ингредиенты совместимы, расчеты сделаны верно, паспорт письменного контроля выписан верно. Правильность упаковки и оформления....

БИОХИМИЯ ТКАНЕЙ ЗУБА В составе зуба выделяют минерализованные и неминерализованные ткани...

Типология суицида. Феномен суицида (самоубийство или попытка самоубийства) чаще всего связывается с представлением о психологическом кризисе личности...

Опухоли яичников в детском и подростковом возрасте Опухоли яичников занимают первое место в структуре опухолей половой системы у девочек и встречаются в возрасте 10 – 16 лет и в период полового созревания...

Способы тактических действий при проведении специальных операций Специальные операции проводятся с применением следующих основных тактических способов действий: охрана...

Искусство подбора персонала. Как оценить человека за час Искусство подбора персонала. Как оценить человека за час...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2025 год . (0.011 сек.) русская версия | украинская версия