8 svar
207 visningar
Louiger 470
Postad: 21 jul 2019 14:23 Redigerad: 21 jul 2019 14:29

Uppskatta skillnad

Jag behöver hjälp med del B), men jag skriver hela uppgiften och lägger upp mitt lösningsförslag på båda om än att A) är klar och rätt.

 

Fråga: vid en viss beräkning önskar man ersätta funktionen f(x)=ln(1-x^2) med sitt Maclaurinpolynom p4(x) av ordning 4

a) Ange polynomet p4(x) (denna behöver jag ej hjälp med, den är klar och rätt)

b) Uppskatta hur mycket f(x) maximalt skiljer sig från p4(x) då |x|<eller=1/4. 

 

Jag tänker |f(x)-p4(x)| är det jag söker och |f(x)-p4(x)|=|f(x)-p5(x)|=|R6(x)|

 

Svaret på b) är: felets storlek är högst 1/(3*15^3)<10^-4

AlvinB 4014
Postad: 21 jul 2019 14:45 Redigerad: 21 jul 2019 14:45

Jag förstår ingenting. Varför beräknar du sjättederivatan?

Du skall väl använda dig av Lagranges restterm:

Rnx=f(n+1)(θx)(n+1)!x-an+1R_n\left(x\right)=\dfrac{f^{(n+1)}(\theta x)}{(n+1)!}\left(x-a\right)^{n+1}

där 0θ10\leq\theta\leq1. Då n=4n=4 skall du väl bara beräkna femtederivatan?

Louiger 470
Postad: 21 jul 2019 14:49
AlvinB skrev:

Jag förstår ingenting. Varför beräknar du sjättederivatan?

Du skall väl använda dig av Lagranges restterm:

Rnx=f(n+1)(θx)(n+1)!x-an+1R_n\left(x\right)=\dfrac{f^{(n+1)}(\theta x)}{(n+1)!}\left(x-a\right)^{n+1}

där 0θ10\leq\theta\leq1. Då n=4n=4 skall du väl bara beräkna femtederivatan?

För som jag skrev är p4(x)=p5(x) då borde jag väl beräkna R6(x)?

AlvinB 4014
Postad: 21 jul 2019 15:14 Redigerad: 21 jul 2019 15:27

Att femtegradstermen i polynomet råkar vara noll gör detsamma. Du skall ändå räkna med n=4n=4 och därmed beräkna femtederivatan.

EDIT: Du kan ju så klart få en snävare begränsning på felet genom att använda n=5n=5, men om det krävs av uppgiften tycker jag den luras genom att tala om p4(x)p_4(x).

SaintVenant 3831
Postad: 21 jul 2019 20:23
AlvinB skrev:

Att femtegradstermen i polynomet råkar vara noll gör detsamma. Du skall ändå räkna med n=4n=4 och därmed beräkna femtederivatan.

EDIT: Du kan ju så klart få en snävare begränsning på felet genom att använda n=5n=5, men om det krävs av uppgiften tycker jag den luras genom att tala om p4(x)p_4(x).

Lagrange restterm är i hens bok formulerad med avseende på en snävare definition:

Den använder alltså en definition av resttermen enligt:

Rn+1(x)=f(x)-pn(x)

Albiki 5096 – Fd. Medlem
Postad: 21 jul 2019 20:41 Redigerad: 21 jul 2019 20:45

Hej!

Uppgift b. Det du vill göra är att finna en övre begränsning till

    sup|x|1/4|f(x)-p4(x)|\sup\limits_{|x|\leq 1/4}|f(x)-p_4(x)|

vilket motsvaras av att finna en övre begränsning till

    sup|x|1/4|f(5)(θx)| ,  0<θ<1.\sup\limits_{|x|\leq 1/4}|f^{(5)}(\theta x)| \ , \quad 0<\theta < 1.

Albiki 5096 – Fd. Medlem
Postad: 21 jul 2019 23:20

Om du skriver "plot fifth derivative of ln(1-x^2) for x=-0.25 to 0.25" i Wolfram Alpha så ser du att en övre begränsning till supremum är talet 100100.

    sup|x|1/4|f(5)(θx)|100.\sup\limits_{|x|\leq 1/4}|f^{(5)}(\theta x)| \leq 100.

Albiki 5096 – Fd. Medlem
Postad: 21 jul 2019 23:23 Redigerad: 21 jul 2019 23:24

Detta ger en övre begränsning

    sup|x|1/4|f(x)-p4(x)|1005!·(14)50.001.\sup\limits_{|x|\leq 1/4}|f(x)-p_4(x)| \leq \frac{100}{5!}\cdot (\frac{1}{4})^5 \approx 0.001.

Louiger 470
Postad: 24 jul 2019 16:00
Albiki skrev:

Om du skriver "plot fifth derivative of ln(1-x^2) for x=-0.25 to 0.25" i Wolfram Alpha så ser du att en övre begränsning till supremum är talet 100100.

    sup|x|1/4|f(5)(θx)|100.\sup\limits_{|x|\leq 1/4}|f^{(5)}(\theta x)| \leq 100.

Tack för alla förklaringar. Jag har försökt förstå, har dock inte stött på ordet supremum tidigare av någon anledning. Så jag ska kolla vidare på de. Såg däremot att jag räknat fel och har räknat om, men är inte säker på att det är rätt tänkt eller förstått bokens svar. Jag har räknat fram |R6(x)| och det blir nära bokens svar. Är de det maximala felet |f(x)-p4(x)|=|f(x)-p5(x)|=|R6(x)| jag ska räkna ut? Menar boken att det felet är maximalt 10^(-4) även om de inte kan vara det? Men vad kommer då 1/(3*15^3) ifrån? Bokens svar är ju: Felets storlek är högst 1/(3*15^3)<10^(-4) (fattar inte svaret eller om jag har tänkt rätt 🙄)

 

Svara Avbryt
Close