Giả sử rằng tôi không có công thức cho g (x) nhưng tôi biết rằng g (1) = 3 và g '(x) = sqrt (x ^ 2 + 15) cho tất cả x. Làm cách nào để sử dụng xấp xỉ tuyến tính để ước tính g (0.9) và g (1.1)?

Giả sử rằng tôi không có công thức cho g (x) nhưng tôi biết rằng g (1) = 3 và g '(x) = sqrt (x ^ 2 + 15) cho tất cả x. Làm cách nào để sử dụng xấp xỉ tuyến tính để ước tính g (0.9) và g (1.1)?
Anonim

Chịu đựng tôi một chút, nhưng nó liên quan đến phương trình chặn dốc của một đường dựa trên đạo hàm 1 … Và tôi muốn dẫn bạn đến con đường đến làm câu trả lời, không chỉ đưa cho bạn trả lời …

Được rồi, trước khi tôi có câu trả lời, tôi sẽ cho bạn vào cuộc thảo luận hài hước (phần nào) của người bạn văn phòng của tôi và tôi vừa mới …

Tôi: "Được rồi, Waitasec … Bạn không biết g (x), nhưng bạn biết đạo hàm là đúng với tất cả (x) … Tại sao bạn muốn thực hiện một giải thích tuyến tính dựa trên đạo hàm? tích phân của đạo hàm và bạn có công thức gốc … Phải không?"

OM: "Đợi đã, cái gì?" anh ấy đọc câu hỏi trên "Thánh moly, tôi đã không làm điều này trong nhiều năm!"

Vì vậy, điều này dẫn đến một cuộc thảo luận giữa chúng tôi về cách tích hợp điều này, nhưng điều mà giáo sư thực sự muốn (có lẽ) không phải là để bạn thực hiện thao tác ngược lại (trong một số trường hợp có thể là có thật không CỨNG), nhưng để hiểu gì đạo hàm 1 thực sự là.

Vì vậy, chúng tôi gãi đầu và nghiền ngẫm những ký ức gắn liền với tuổi tập thể của mình và cuối cùng đã đồng ý rằng đạo hàm thứ 2 là cực đại / cực tiểu địa phương và đạo hàm thứ nhất (là thứ bạn quan tâm) là độ dốc của đường cong tại điểm đã cho.

Chà, điều này có liên quan gì đến giá giun ở Mexico? Chà, nếu chúng ta đưa ra một giả định rằng độ dốc vẫn tương đối ổn định cho tất cả các điểm "lân cận" (để biết điều này, bạn cần nhìn vào đường cong và sử dụng phán đoán tốt dựa trên những gì bạn biết về mọi thứ - nhưng vì đây là những gì bạn biết muốn, đây là những gì anh ta nhận được!), sau đó chúng tôi có thể thực hiện phép nội suy tuyến tính - đó chính xác là những gì bạn yêu cầu!

Được rồi, sau đó - thịt của câu trả lời:

Độ dốc (m) của hàm theo giá trị đã biết của chúng tôi là:

m =#sqrt (x ^ 2 + 15) #

Do đó, độ dốc tại điểm đã biết (x = 1) là:

m =#sqrt (1 ^ 2 + 15) #

m =#sqrt (1 + 15) #

m =#sqrt (16) #

m = 4

Sau đó, hãy nhớ rằng công thức cho một dòng (cần thiết cho phép nội suy tuyến tính) là:

# y = mx + b #

Điều này có nghĩa là đối với các điểm "gần" với giá trị đã biết của chúng tôi, chúng tôi có thể tính gần đúng các giá trị như trên một đường thẳng có độ dốc m và chặn y b. hoặc là:

#g (x) = mx + b #

#g (x) = 4x + b #

Vì vậy, sau đó, những gì # b #?

Chúng tôi giải quyết vấn đề này bằng cách sử dụng giá trị đã biết của chúng tôi:

#g (1) = 3 #

# 4 (1) + b = 3 #

# 4 + b = 3 #

# b = -1 #

Bây giờ chúng ta biết công thức cho đường xấp xỉ đường cong của chúng ta tại điểm đã biết:

g (x#~=#1) = 4x-1

Vì vậy, không có chúng tôi chèn các điểm gần đúng của chúng tôi để có được giá trị gần đúng, hoặc:

#g (0.9) ~ = 4 (0.9) -1 #

#g (0.9) ~ = 3.6-1 #

#g (0.9) ~ = 2.6 #

#g (1.1) ~ = 4 (1.1) -1 #

#g (1.1) ~ = 4.4-1 #

#g (1.1) ~ = 3,4 #

Dễ chứ nhỉ?