f(x)= f(x .)+f '(x .)(x-x .)+f ' '(x .)/2!(x-x.)^2,+f'''(x.)/3!(x-x.)^3+……+f(n)(x.)/n!(x-x.)^n+Rn
其中Rn=f(n+1)(ξ)/(n+1)!(x-X.) (n+1),其中ξ在X和X之間,這個余數叫做拉格朗日余數。
(註意:f(n) (x .)是F (x .)的n階導數,不是f(n)和x的乘積。)
證明:我們知道f(x)=f(x.)+f'(x.)(x-x.)+α(由拉格朗日中值定理導出的有限增量定理為lim δ x→ 0f (x.+δ x)-f (x.) = f' (x.) δ x),其中誤差為。因此,我們需要壹個足夠精確的多項式來估計誤差:
p(x)=a0+a1(x-x.)+a2(x-x.)^2+……+an(x-x.)^n
來近似表示函數f(x)並寫出其誤差f(x)-P(x)的具體表達式。設函數P(x)滿足p (x.) = f (x .),p' (x.) = f' (x .),p'' (x.) = f ' '。P'(x.)=A1,a 1 = f '(x .);P''(x.)=2!A2,A2=f''(x.)/2!……P(n)(x.)=n!An,An=f(n)(x.)/n!到目前為止,已經找到了很多項的系數,它是:p(x)= f(x .)+f '(x .)(x-x .)+f ' '(x .)/2!(x-x.)^2+……+f(n)(x.)/n!(x-x.)^n.
接下來,需要錯誤的具體表達式。設Rn(x)=f(x)-P(x),所以有Rn(x.)=f(x.)-P(x.)=0。所以我們可以得到rn (X.) = rn' (X.) =...= rn (n) (X.) = 0。根據柯西中值定理,我們可以得到rn(。-0 = rn '(ξ1)/(n+1)(ξ1-x .)n(註:(x.-x.) (n+1) = 0)。繼續使用柯西中值定理,Rn '(ξ1)-Rn '(x .)/(n+1)(ξ1-x .)n-0 = Rn ' '(9582)/n(n+)Rn(x)/(x-x .)(n+1)= Rn(n+1)(ξ)/(n+1)連續使用n+65438,其中ξ在x之間.但是rn(n+1)(x)= f(n+1)(x)-P(n+1)(x),因為P(n)(x)=n!安,n!An是常數,所以P(n+1)(x)=0,那麽Rn(n+1)(x)= f(n+1)(x)。綜上,余項Rn (x) = f (n+1)。(x-X.) (n+1)。壹般來說,在展開壹個函數時,是為了計算的需要,所以X往往取壹個固定值,這時Rn(x)也可以寫成Rn。