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  • 差分算子的简单应用

    63. (Newton)设$x$为整数并且$0leq xleq n$,试证

    $$f(x)=f(0)+inom{x}{1}Delta f(0)+inom{x}{2}Delta^{2}f(0)+cdots+inom{x}{n}Delta^{n}f(0)$$

    64.(牛顿-格雷戈里的插值公式) 试证对任意$x$, 有

    $$f(x)=f(0)+inom{x}{1}Delta f(0)+inom{x}{2}Delta^{2}f(0)+cdots+inom{x}{n}Delta^{n}f(0)+R_{n}(x)$$

    此地余项$R_{n}(x)=frac{P_{n}(x)}{Q_{n}(x)}$由下式决定:
    egin{equation*}
    P_{n}(x)=left|
    egin{array}{ccccc}
    1 & 0 & cdots&0&f(0)\
    1 & 1^{1} & cdots&1^{n}&f(1)\
    cdots&cdots&cdots&cdots&cdots\
    1 & n^{1} & cdots&n^{n}&f(n)\
    1 & x^{1} & cdots&x^{n}&f(x)
    end{array} ight|
    end{equation*}
    egin{equation*}
    Q_{n}(x)=left| egin{array}{cccc}
    1 & 1^{2} & cdots&1^{n}\
    2 & 1^{2} & cdots&2^{n}\
    cdots&cdots&cdots&cdots\
    n& n^{2} & cdots&n^{n}
    end{array} ight|
    end{equation*}

    74. (贝努利求和公式) 设$f(x)$为任意对$x=1,2,cdots,n$有定义的函数,则

    $$sum_{k=1}^{n}f(k)=inom{n}{1}f(1)+inom{n}{2}Delta f(1)+cdotsinom{n}{k}Delta^{k-1}f(1)+cdots+inom{n}{n}Delta^{n-1}f(1)$$

    79. (欧拉转换公式) 设级数$sum (-1)^{n-1}f(n)$收敛(不必为交错级数), 则对任意非负整数$p$, 有

    $$sum_{n=1}^{infty}(-1)^{n-1}f(n)=frac{1}{2}f(1)-frac{1}{2^{2}}Delta f(1)+frac{1}{2^{3}}Delta^{2}f(1)+cdots+frac{1}{2^{k+1}}Delta^{k}f(1)+cdots$$

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