(3.11)James Stewart Calculus 5th Edition:Linear Approximations and Differentials


Linear Approximations and Differentials 線性近似和微分

當(dāng)x 和 a很近的時(shí)候,
我們由這條線的切線方程,可以得到:

對應(yīng)的 y,也就是 f(x)大致為:

這個(gè)時(shí)候,對應(yīng)的 f(x)的近似值,我們叫做
linear approximation 線性近似 或者 tangent line approximation 切線近似

這個(gè)圖像為切線的線性函數(shù)


我們叫做, linearization of f at a。 也就是 f在a點(diǎn)的線性化


Applications to Physics 物理應(yīng)用

我們知道sinx 在 x趨于0的時(shí)候,


這個(gè)時(shí)候,我們可以用對應(yīng)的線性近似值去代替


Differentials 微分

線性近似的背后,是微分的表示。
因?yàn)?dx是自變量, 可以是任意實(shí)數(shù)。
對應(yīng) y的微分 dy,可以表示為:

由于對應(yīng)的 Δ還是有值的, 我們對比一下圖像
看一下區(qū)別

我們由圖可以知道
QS 為 Δy


而切線為PR,所以
RS 為 dy


例子

例子4


f(x) = x^3 + x^2 - 2x +1
對比一下 Δy 和 dy
(a) 從 2 到 2.05
(b) 從 2 到 2.01

解答:
(a)
我們可以知道


所以,兩個(gè)值相減后, 可以得到 Δy

對應(yīng)的 dy:

當(dāng)x=2, dx = 0.05的時(shí)候

Paste_Image.png

**所以,一個(gè)是 0.717625,一個(gè)是 0.7 **

(b)


所以,兩個(gè)值相減后, 可以得到 Δy

對應(yīng)的dy
當(dāng)x=2, dx = 0.01的時(shí)候

**所以,一個(gè)是 0.140701,一個(gè)是 0.14 **


所以,我們可以發(fā)現(xiàn),
當(dāng) dx越小的時(shí)候, dy 和 Δy的值 越接近

the linear approximation 線性近似

可以寫成



本節(jié)總結(jié)

本節(jié) 主要理解
橫向 dx 和 Δx ,其實(shí)是一樣的
對于 微分值dy 和 差值Δy, 還是有所區(qū)別
我們在對應(yīng)的 dx 很小的時(shí)候, dy 和 Δy 可以近似相等
(dy 和導(dǎo)數(shù)切線有關(guān), Δy是真實(shí)差值)

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