ErforschenTaylor und Maclaurin Polynome

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Wie wir wissen, sind interne Computeroperationen recht ursprüngliche binäre Operationen. Wir können nicht erwarten, dass es Maschinencodes für rechnenausdrücke wie Sünde gibt (1/4). Es ist Aufgaben für Programmierer. Selbstverständlich Maclaurin und Taylor-sollte Polynom als Brücke zwischen arithmetischen Operationen und glatten Funktionen hier mit einbezogen werden. Uns Fähigkeiten Maclaurin und Taylor-der Serien mithilfe des grafisch darstellenrechners 2D erforschen lassen, der von Mathe-Mitte-Stufe 2. numerisch ist.

Diagramm von Sinus y=sin betrachten (x). Maclaurin Serie für Sinus ist Σ (0; Unbegrenztheit; (- 1) ^k*x^ (2k+1)/(2k+1)!) . Uns Diagramm von Sinus mit Diagrammen der Maclaurin Polynome des unterschiedlichen Grads für Sinus vergleichen lassen. In dem grafisch darstellennumerischen rechner 2D ausgedrückt ist das Maclauren Polynom für Sinus Σ (0; Grad; (- 1) ^k*x^ (2k+1)/(2k+1)!). Sogar ist das Polynom des nullgrads, der y=x, ist ein guter Näherungswert nahe dem Ursprung.

Σ (0; 0; (- 1) ^k*x^ (2k+1)/(2k+1)!)

Ist zunächst das Maclaurin Polynom des ersten Grads:

Σ (0; 1; (- 1) ^k*x^ (2k+1)/(2k+1)!)

Ist zunächst das Maclaurin Polynom des zweiten Grads:

Σ (0; 2; (- 1) ^k*x^ (2k+1)/(2k+1)!)

Ist zunächst das Maclaurin Polynom des dritten Grads:

Σ (0; 3; (- 1) ^k*x^ (2k+1)/(2k+1)!)

Ist zunächst das Maclaurin Polynom des vierten Grads:

Σ (0; 4; (- 1) ^k*x^ (2k+1)/(2k+1)!)

 

Jetzt wird das allgemeine picuture frei. Uns zum Maclaurin Polynom des zehnten Grads sich beschleunigen und springen lassen:

Σ (0; 10; (- 1) ^k*x^ (2k+1)/(2k+1)!)

Ist zunächst das Maclaurin Polynom des zwanzigsten Grads:

Σ (0; 20; (- 1) ^k*x^ (2k+1)/(2k+1)!)

Es ist frei, dass wir Maclaurin Polynom des genug grossen Grads für jedes mögliches X. finden können. So können wir Sünde approximieren (x) auf Abstand irgendeiner Länge um den Ursprung, der Maclaurin Polynom des genug grossen Grads berechnet. Die guten Töne außer dass die Berechnung des Maclaurin Polynoms des zwanzigsten Grads waren vornehmlich länger als Berechnung des Maclaurin Polynoms des vierten Grads. Wir wissen das, das eine Zahl n bis x in der Formel des Funktionsschichtdiagramms nach links durch n-Maßeinheiten addiert. Eine Zahl n bis x in der Formel der Funktion entsprechend subtrahieren verschiebt Diagramm rechts durch n-Maßeinheiten. Lässt Versuch Σ (0; 4; (- 1) ^k* (x-5) ^ (2k+1)/(2k+1)!) :

Falsche Schicht

Wir sehen, dass das Polynom nicht ein guter Näherungswert von Sinus mehr ist. Was ist falsch? X durch x-5 ersetzend, bilden wir Maclaurin Polynom in Taylor-Polynom. Aber im Taylor-Polynom für Sinus bei 5 ist der Koeffizient am Bauteil des nth Grads nicht gerade (- 1) das ^n, was Sinus und Kosinus bei null abwechselt, aber wechselnder Sinus und Kosinus bei 5. Zu die Situationen zu beheben ließ uns durch Mehrfachverbindungsstelle von 2π verschieben. Dann sind die Koeffizienten wieder (- 1) ^n. Schicht durch 2π das links:

Taylor-Polynom an -2pi

Durch 2π rechts verschieben:

Taylor-Polynom an 2pi

So für einen guten Näherungswert finden wir zuerst nahe gegebene x-Mehrfachverbindungsstelle von 2π. Entsprechendes Taylor-Polynom mit irgendeinem (nicht sehr hohem) Grad dann berechnen. Von der Abbildung unten können wir sehen, dass sogar weiter Grad nicht falschen Näherungswert gibt:

Vierter Grad des Taylor-Polynoms 

 

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