理论教育 微分在近似计算中的应用优化

微分在近似计算中的应用优化

时间:2023-05-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:实际中经常会遇到一些函数表达式较复杂的运算,但是结果又并非要求十分精确,在这种情况下,可考虑使用微分来做近似的计算.当函数y=f(x)在点x0的f′(x0)≠0时,函数微是函数值增量Δy的线性主部,所以当且|Δx|很小时,例7有一批半径为1cm的球,为了提高球面光滑度要镀上一层铜,厚度为0.01cm.估计一下每只球需要多少铜.(比重8.9g/cm3)解球体积为v=问题变为当R0=1变到R0+Δ

微分在近似计算中的应用优化

实际中经常会遇到一些函数表达式较复杂的运算,但是结果又并非要求十分精确,在这种情况下,可考虑使用微分来做近似的计算.

当函数y=f(x)在点x0的f′(x0)≠0时,函数微是函数值增量Δy的线性主部,所以当且|Δx|很小时,

例7 有一批半径为1cm的球,为了提高球面光滑度要镀上一层铜,厚度为0.01cm.估计一下每只球需要多少铜.(比重8.9g/cm3

解 球体积为v=问题变为当R0=1变到R0+ΔR=1+0.01时,求Δv.

因为v′=4πr2,所以Δv≈dv=4πR2ΔR,将数据代入可以算出

所以每只球需要铜0.13×8.9=1.16g.

特别地,当x0=0,利用f(x)≈f(0)+f′(0)x,很小,可证得以下的几个公式:

(2)sinx≈x,tanx≈x,其中x为弧度;

(3)ex≈1+x,ln(1+x)≈x.

例8 求e-0.005的近似值.

解 由ex≈1+x,得

例9 求cos 29°的近似值.(www.daowen.com)

习题 3.5

1.已知y=x3,当x=1时分别计算Δx=1,0.1,0.01时的Δy和dy.

2.用适当的函数填入下列各括号中,使等式成立.

3.求下列函数的微分.

4.计算下列函数值的近似值.

(1)(2)sin 29°;

(3)arctan1.02;(4)cot 46°.

5.求由下列方程确定的隐函数y=y(x)的微分.

(1)y=x-arctan(y-2x); (2)xy2+ey=cos(x+y2).

6.设y=a2≠1,求证:

7.一个平面圆环形,其内半径为10cm,宽为0.1cm,求其面积的精确值与近似值.

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