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导数微分及其运用(用导数和微分做近似计算)

导数微分及其运用(用导数和微分做近似计算)第二步:哈哈,是不是有种脱了裤子放那啥的感觉?没看懂的同学先别骂娘,我们继续。然后再画出它的图形:上篇文章里,我们讲过,导数是对曲线上任一点的空间状态的描述,微分是对这个点的空间尺度的量化。那么,我们就可以用微分来构造上面的式子了。第一步:

先来出一道题目:

导数微分及其运用(用导数和微分做近似计算)(1)

是不是有同学要拿起笔来硬算啊?

先等一下,让微分出马来搞掂!

先考查一下上面的式子,变量在底数上,那我们先构建基本函数式,并求导:

导数微分及其运用(用导数和微分做近似计算)(2)

然后再画出它的图形:

导数微分及其运用(用导数和微分做近似计算)(3)

上篇文章里,我们讲过,导数是对曲线上任一点的空间状态的描述,微分是对这个点的空间尺度的量化。那么,我们就可以用微分来构造上面的式子了。

第一步:

导数微分及其运用(用导数和微分做近似计算)(4)

哈哈,是不是有种脱了裤子放那啥的感觉?没看懂的同学先别骂娘,我们继续。

第二步:

导数微分及其运用(用导数和微分做近似计算)(5)

在区间[2,2.02]做积分到微分的逆变换。

第三步:

导数微分及其运用(用导数和微分做近似计算)(6)

把微分集合展开

回到函数y=x^3的图形,从x=2x=2.02,变化是很小的,在区间[2,2.02]上各点的导数可以看作是近似相等的,那我们可以取x=2上的导数f'(2)来替代整个区间上各点的导数,然后无限个无穷小Δx0合并成一个自变量的微增量Δx=0.02。

第四步:

导数微分及其运用(用导数和微分做近似计算)(7)

于是,得:

导数微分及其运用(用导数和微分做近似计算)(8)

用计算器算一下,2.02^3=8.242408, 四舍五入等于8.24!

上面的近似计算,也可以找出它的实物意义。

导数微分及其运用(用导数和微分做近似计算)(9)

就像上图中的正立方体,长宽高等长且均匀膨胀一个微变量Δx,增加的体积可以近似地看作是三个面与变量Δx乘积的和。

从上面的过程,我们可以总结一个近似计算的公式:

导数微分及其运用(用导数和微分做近似计算)(10)

其实就是一个压缩版的泰勒展开式了,然后,还可以改写成压缩版的麦克劳林公式:

导数微分及其运用(用导数和微分做近似计算)(11)

用这个式子,我们来试算一个sin18=?

导数微分及其运用(用导数和微分做近似计算)(12)

实际计算结果是sin18=0.309,差了0.005,误差1.6%。

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