函数\(F(x) = \sqrt{x}\)关于展开点\(a = 4\)的3阶泰勒展开式可以写成:
\[F(x) = F(a) + F'(a)(x-a) + \frac{F''(a)}{2!}(x-a)^2 + \frac{F'''(c)}{3!}(x-a)^3\]
首先,我们需要计算\(F(a)\)、\(F'(a)\)、\(F''(a)\) 和 \(F'''(c)\)。
1. \(F(a) = \sqrt{4} = 2\)
2. \(F'(x) = \frac{1}{2\sqrt{x}}\),所以 \(F'(a) = \frac{1}{2\sqrt{4}} = \frac{1}{4}\)
3. \(F''(x) = -\frac{1}{4x^\frac{3}{2}}\),所以 \(F''(a) = -\frac{1}{4 \cdot 4^\frac{3}{2}} = -\frac{1}{32}\)
现在,我们需要找到适当的\(c\)值,以计算 \(F'''(c)\)。根据拉格朗日余项的形式,\(F'''(c)\) 是在 \(a\) 和 \(x\) 之间的某一点 \(c\) 的三阶导数。因为我们要计算带拉格朗日余项的3阶泰勒展开,所以我们需要考虑 \(c\) 在 \(4\) 和 \(x\) 之间。
接下来,我们计算 \(F'''(c)\)。首先计算 \(F'''\) 的一般形式:
\[F'''(x) = -\frac{3}{8x^\frac{5}{2}}\]
然后,我们使用拉格朗日中值定理,找到 \(c\),使得 \(F'''(c)\) 等于 \(F'''\) 在区间 \((4, x)\) 上的平均斜率。这可以表示为:
\[\frac{F'''(c)}{3!} = \frac{F'''(z)}{x-4}\]
其中,\(z\) 位于 \(4\) 和 \(x\) 之间。然后解出 \(F'''(c)\):
\[F'''(c) = \frac{3! \cdot F'''(z)}{x-4}\]
现在,我们可以将这些值代入泰勒展开式:
\[F(x) = 2 + \frac{1}{4}(x-4) - \frac{1}{32}(x-4)^2 + \frac{3! \cdot F'''(z)}{3! (x-4)}(x-4)^3\]
其中,\(z\) 位于 \(4\) 和 \(x\) 之间。这就是函数\(F(x) = \sqrt{x}\)关于展开点\(a = 4\)的带拉格朗日余项的3阶泰勒展开式。
\[F(x) = F(a) + F'(a)(x-a) + \frac{F''(a)}{2!}(x-a)^2 + \frac{F'''(c)}{3!}(x-a)^3\]
首先,我们需要计算\(F(a)\)、\(F'(a)\)、\(F''(a)\) 和 \(F'''(c)\)。
1. \(F(a) = \sqrt{4} = 2\)
2. \(F'(x) = \frac{1}{2\sqrt{x}}\),所以 \(F'(a) = \frac{1}{2\sqrt{4}} = \frac{1}{4}\)
3. \(F''(x) = -\frac{1}{4x^\frac{3}{2}}\),所以 \(F''(a) = -\frac{1}{4 \cdot 4^\frac{3}{2}} = -\frac{1}{32}\)
现在,我们需要找到适当的\(c\)值,以计算 \(F'''(c)\)。根据拉格朗日余项的形式,\(F'''(c)\) 是在 \(a\) 和 \(x\) 之间的某一点 \(c\) 的三阶导数。因为我们要计算带拉格朗日余项的3阶泰勒展开,所以我们需要考虑 \(c\) 在 \(4\) 和 \(x\) 之间。
接下来,我们计算 \(F'''(c)\)。首先计算 \(F'''\) 的一般形式:
\[F'''(x) = -\frac{3}{8x^\frac{5}{2}}\]
然后,我们使用拉格朗日中值定理,找到 \(c\),使得 \(F'''(c)\) 等于 \(F'''\) 在区间 \((4, x)\) 上的平均斜率。这可以表示为:
\[\frac{F'''(c)}{3!} = \frac{F'''(z)}{x-4}\]
其中,\(z\) 位于 \(4\) 和 \(x\) 之间。然后解出 \(F'''(c)\):
\[F'''(c) = \frac{3! \cdot F'''(z)}{x-4}\]
现在,我们可以将这些值代入泰勒展开式:
\[F(x) = 2 + \frac{1}{4}(x-4) - \frac{1}{32}(x-4)^2 + \frac{3! \cdot F'''(z)}{3! (x-4)}(x-4)^3\]
其中,\(z\) 位于 \(4\) 和 \(x\) 之间。这就是函数\(F(x) = \sqrt{x}\)关于展开点\(a = 4\)的带拉格朗日余项的3阶泰勒展开式。










