2 svar
332 visningar
Nide behöver inte mer hjälp
Nide 114
Postad: 16 mar 2019 19:28

Bevis av taylors formel av andra ordningen i två variabler

Har en uppgift som lyder:

"Formulera och bevisa Taylors formel av andra ordningen för funktioner av två variabler."

Jag vet definitionen av Taylors formel i andra ordningen i två variabler men har absolut ingen aning hur jag ska bevisa det. Har sökt efter bevis överallt på Google men hittar ingenting vettigt (inget material tar upp beviset, endast definitionen).

Hjälp?

parveln 703 – Fd. Medlem
Postad: 16 mar 2019 20:13

Vad har du för kurslitteratur?

AlvinB 4014
Postad: 16 mar 2019 21:52 Redigerad: 16 mar 2019 21:52

Andra ordningens taylorutveckling av en funktion f(x,y)f(x,y) kring en punkt (a,b)(a,b) lyder ju som bekant:

fx,yfa,b+f'xa,bx-a+f'ya,by-b+12(f''xxa,bx-a2+2f''xya,bx-ay-b+f''yya,by-b2)f\left(x,y\right)\approx f\left(a,b\right)+f'_x\left(a,b\right)\left(x-a\right)+f'_y\left(a,b\right)\left(y-b\right)+\dfrac{1}{2}(f''_{xx}\left(a,b\right)\left(x-a\right)^2+2f''_{xy}\left(a,b\right)\left(x-a\right)\left(y-b\right)+f''_{yy}\left(a,b\right)\left(y-b\right)^2)

Det beviset jag känner till bygger på att man parametriserar ett linjesegment r(t)=(a+t(x-a),b+t(y-b))\mathbf{r}(t)=(a+t(x-a),b+t(y-b)) från punkten (a,b)(a,b) till punkten (x,y)(x,y). Man inser då att f(x,y)=f(r(1))f(x,y)=f(\mathbf{r}(1)). Sedan använder man Taylorutveckling i en variabel på funktionen g(t)=f(r(t))g(t)=f(\mathbf{r}(t)) och får:

gtg0+g'0t+g''(0)2t2g\left(t\right)\approx g\left(0\right)+g'\left(0\right)t+\dfrac{g''(0)}{2}t^2

Sätter man sedan in t=1t=1 får man en approximation för f(x,y)f(x,y):

fx,y=g1g0+g'0+g''(0)2f\left(x,y\right)=g\left(1\right)\approx g\left(0\right)+g'\left(0\right)+\dfrac{g''(0)}{2}

Sedan gäller det alltså bara att ta reda på g(0)g(0), g'(0)g'(0) och g''(0)g''(0). Detta kan göras med kedjeregeln i flera variabler. Ser du hur?

Svara
Close