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


Linear Approximations and Differentials 线性近似和微分

(3.11)James Stewart Calculus 5th Edition:Linear Approximations and Differentials_第1张图片

当x 和 a很近的时候,
我们由这条线的切线方程,可以得到:

对应的 y,也就是 f(x)大致为:

这个时候,对应的 f(x)的近似值,我们叫做
linear approximation 线性近似 或者 tangent line approximation 切线近似

这个图像为切线的线性函数


我们叫做, linearization of f at a。 也就是 f在a点的线性化


Applications to Physics 物理应用

我们知道sinx 在 x趋于0的时候,


这个时候,我们可以用对应的线性近似值去代替


Differentials 微分

线性近似的背后,是微分的表示。
因为 dx是自变量, 可以是任意实数。
对应 y的微分 dy,可以表示为:

由于对应的 Δ还是有值的, 我们对比一下图像
看一下区别

(3.11)James Stewart Calculus 5th Edition:Linear Approximations and Differentials_第2张图片

我们由图可以知道
QS 为 Δy


而切线为PR,所以
RS 为 dy


例子

例子4


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

解答:
(a)
我们可以知道

(3.11)James Stewart Calculus 5th Edition:Linear Approximations and Differentials_第3张图片

所以,两个值相减后, 可以得到 Δy

对应的 dy:

当x=2, dx = 0.05的时候

Paste_Image.png

**所以,一个是 0.717625,一个是 0.7 **

(b)


所以,两个值相减后, 可以得到 Δy

对应的dy
当x=2, dx = 0.01的时候

**所以,一个是 0.140701,一个是 0.14 **


所以,我们可以发现,
当 dx越小的时候, dy 和 Δy的值 越接近

the linear approximation 线性近似

可以写成



本节总结

本节 主要理解
横向 dx 和 Δx ,其实是一样的
对于 微分值dy 和 差值Δy, 还是有所区别
我们在对应的 dx 很小的时候, dy 和 Δy 可以近似相等
(dy 和导数切线有关, Δy是真实差值)

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