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


Linear Approximations and Differentials 線性近似和微分

當x 和 a很近的時候,
我們由這條線的切線方程,可以得到:

對應的 y,也就是 f(x)大致為:

這個時候,對應的 f(x)的近似值,我們叫做
linear approximation 線性近似 或者 tangent line approximation 切線近似

這個圖像為切線的線性函數


我們叫做, linearization of f at a。 也就是 f在a點的線性化


Applications to Physics 物理應用

我們知道sinx 在 x趨于0的時候,


這個時候,我們可以用對應的線性近似值去代替


Differentials 微分

線性近似的背后,是微分的表示。
因為 dx是自變量, 可以是任意實數。
對應 y的微分 dy,可以表示為:

由于對應的 Δ還是有值的, 我們對比一下圖像
看一下區別

我們由圖可以知道
QS 為 Δy


而切線為PR,所以
RS 為 dy


例子

例子4


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

解答:
(a)
我們可以知道


所以,兩個值相減后, 可以得到 Δy

對應的 dy:

當x=2, dx = 0.05的時候

Paste_Image.png

**所以,一個是 0.717625,一個是 0.7 **

(b)


所以,兩個值相減后, 可以得到 Δy

對應的dy
當x=2, dx = 0.01的時候

**所以,一個是 0.140701,一個是 0.14 **


所以,我們可以發現,
當 dx越小的時候, dy 和 Δy的值 越接近

the linear approximation 線性近似

可以寫成



本節總結

本節 主要理解
橫向 dx 和 Δx ,其實是一樣的
對于 微分值dy 和 差值Δy, 還是有所區別
我們在對應的 dx 很小的時候, dy 和 Δy 可以近似相等
(dy 和導數切線有關, Δy是真實差值)

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