數列與級數
泰勒級數(Taylor series)
泰勒級數把一個函數重建為一個無窮多項式,只用你在某一個點處關於這個函數所知道的資訊:它在那裡的值、斜率、斜率如何彎曲,等等。想象你站在曲線上的某一點,僅憑腳下能測到的高度、傾斜以及各階彎曲程度,就把整條曲線重新搭出來。
以點 a 為中心,f 的泰勒級數是 f(a) + f'(a)*(x - a) + f''(a)/2!*(x - a)^2 + f'''(a)/3!*(x - a)^3 + ...,每一項多用一階導數。分母上的階乘把高次項壓住。當中心取 a = 0 時它有專門的名字,叫麥克勞林級數。著名的幾個是 e^x = 1 + x + x^2/2! + x^3/3! + ...,sin(x) = x - x^3/3! + x^5/5! - ...,以及 cos(x) = 1 - x^2/2! + x^4/4! - ...。
泰勒級數是微積分把雜亂函數變得可計算的途徑,也是它為近似法提供依據的方式:在前幾項之後把級數截斷,就得到一個在中心附近緊貼函數的多項式。但有兩點誠實的提醒——級數只在它收斂之處等於函數,而且少數反常的函數,其泰勒級數會收斂到錯誤的東西,所以等號必須驗證,而不能想當然。
e^x = 1 + x + x^2/2! + x^3/3! + x^4/4! + ... (for all x)
e^x 的麥克勞林級數;僅前幾項就已在 0 附近給出貼近的多項式近似。
擁有泰勒級數並不保證它等於該函數:級數必須收斂,而且即便收斂,少數光滑函數也會收斂到另一個值,所以這個等號需要論證。
又稱
另見