【摘要】泰勒公式是微積分學(xué)中的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn),大部分學(xué)員在應(yīng)用泰勒公式時(shí)經(jīng)常出錯(cuò).本文分析了學(xué)員在應(yīng)用泰勒公式求極限時(shí)及證明與中值有關(guān)的命題時(shí)常出現(xiàn)的錯(cuò)誤.文中就每種錯(cuò)誤給出了相應(yīng)的例題和錯(cuò)誤解法,并對(duì)錯(cuò)解進(jìn)行了分析,最后給出了正確解法.
【關(guān)鍵詞】泰勒公式;錯(cuò)誤;分析
泰勒(Taylor)中值定理是微積分學(xué)中的一個(gè)重要定理,是微分學(xué)的理論基礎(chǔ).當(dāng)然,泰勒公式也是學(xué)員公認(rèn)的微積分學(xué)中最難學(xué)的知識(shí)點(diǎn).其實(shí),只要學(xué)員理解了泰勒公式的思想,泰勒公式并不是那么可怕.泰勒公式的基本思想是用簡(jiǎn)單函數(shù)(多項(xiàng)式函數(shù))來(lái)逼近復(fù)雜函數(shù),通過(guò)函數(shù)f(x)在已知點(diǎn)處的信息(f(x0)以及f(x)的各階導(dǎo)數(shù)在點(diǎn)x0處的值)來(lái)表達(dá)它在未知點(diǎn)的信息.泰勒公式在微積分中的重要應(yīng)用有:近似計(jì)算、求某些類型的極限、證明不等式等等.但是學(xué)員在應(yīng)用泰勒公式時(shí)經(jīng)常出錯(cuò),筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)踐,把學(xué)員在應(yīng)用泰勒公式時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)的錯(cuò)誤進(jìn)行了歸納總結(jié),分析了學(xué)員出錯(cuò)的原因,并給出了正確解法.
1應(yīng)用泰勒公式求極限時(shí)常犯的錯(cuò)誤
泰勒公式是求00型未定式極限的一種方法.因?yàn)榍髽O限時(shí)不需要對(duì)余項(xiàng)的大小進(jìn)行具體計(jì)算,而且僅涉及函數(shù)f(x)在點(diǎn)x0的去心鄰域內(nèi)的變化性態(tài),所以只要用帶有佩亞諾(Peano)型余項(xiàng)的泰勒公式就行了.但是,大部分學(xué)員往往不注意這個(gè)高階無(wú)窮小,導(dǎo)致錯(cuò)誤.
注1在應(yīng)用泰勒公式求極限時(shí),只需把未定式的分母或分子或兩者同時(shí)應(yīng)用帶有佩亞諾(Peano)型余項(xiàng)的泰勒公式展開(kāi)即可.需要注意的是所展開(kāi)的多項(xiàng)式部分的最高次數(shù)要相同.另外,泰勒公式中的高階無(wú)窮小這個(gè)余項(xiàng)作運(yùn)算后千萬(wàn)是不能抵消的,原因很簡(jiǎn)單,高階無(wú)窮小是個(gè)變量,一個(gè)量的高階無(wú)窮小有很多,而且這些無(wú)窮小具體是誰(shuí)不知道,所以是無(wú)法抵消掉的.
2.應(yīng)用泰勒公式證明微分學(xué)中含有中值的命題時(shí)常犯的錯(cuò)誤
注2在應(yīng)用泰勒公式證明含有中值的命題時(shí),需要對(duì)函數(shù)f(x)在一點(diǎn)x0處進(jìn)行泰勒展開(kāi),這就需要恰當(dāng)?shù)剡x擇x0.選擇x0沒(méi)有一般規(guī)律可循,但通常選用區(qū)間的端點(diǎn)、中間點(diǎn)、函數(shù)的極值點(diǎn)、導(dǎo)數(shù)為零的點(diǎn)或信息給的比較多的點(diǎn)(如函數(shù)在該的值或一階導(dǎo)數(shù)的值已給出等)等特殊點(diǎn)作為x3.應(yīng)用泰勒公式證明積分學(xué)中含有中值的命題時(shí)常犯的錯(cuò)誤
以上就是學(xué)員們?cè)趹?yīng)用泰勒公式時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)的錯(cuò)誤,其實(shí)只要學(xué)員真正理解了泰勒公式的思想,上述錯(cuò)誤是完全可以避免的.當(dāng)然,教員也要正確看待和利用這些“錯(cuò)題”,要及時(shí)對(duì)這些“錯(cuò)題”進(jìn)行探究、分析和講評(píng),因?yàn)檫@些都是非常寶貴的教學(xué)資源,如果教員能利用好這些資源,不但可以為學(xué)員創(chuàng)造新的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì),而且可以培養(yǎng)學(xué)員的問(wèn)題意識(shí),培養(yǎng)和提高學(xué)員發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力.
【參考文獻(xiàn)】
[1]馬知恩,王綿森.高等數(shù)學(xué)疑難問(wèn)題選講[M].第一版.北京:高等教育出版社,2014:104.
[2]吳忠祥.工科數(shù)學(xué)分析基礎(chǔ)教學(xué)輔導(dǎo)書(shū)(上)[M].第一版.北京:高等教育出版社,2006:45.
[3]張?zhí)斓?,蔣曉蕓.Б.П.吉米多維奇高等數(shù)學(xué)習(xí)題精選精解[M].第一版.濟(jì)南:山東科學(xué)技術(shù)出版社,2010:88,115,186.
[4]景慧麗.第二類曲面積分易錯(cuò)題分析研究[J].商丘職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2015,5:4-8.