1. 馬克勞林級數-用多項式逼近任意函數
選取一箇中心點,然後用多項式逼近原函數,目的是爲了用多項式代替原函數,因爲多項式有很多優點:計算簡單,求導簡單,積分也簡單
Maclaurin series(馬克勞林級數):是一個多項式,其中心在0點,是泰勒級數的特例,泰勒級數可以選取任意的中心點
推導馬克勞林級數:
假設原函數爲f(x),且可以計算出函數在0點處的值,並且也可以得到函數的各階導數在0處的值,即f(0),f'(0),f''(0) ... 已知,那麼我們可以不斷增加多項式的項,用多項式來近似表達原函數。
1. 用只有1項的多項式估計原函數:當只有0處的函數值相等時,可以假設p爲
2. 用含有2項的多項式估計原函數:當1階導數在0處的值又相等時,可以假設p爲
證明:
3. 用含有3項的多項式估計原函數:當2階導數在0處的值又相等時,可以假設p爲
證明:
4. 當用更多項的多項式估計原函數:當增加“更多階導數相等”時,多項式越來越接近原函數,尤其是x趨於0時非常接近原函數
2. 舉例
2.1. cos(x)在0處的泰勒級數
在0點附近,用多項式來近似表達cos(x),隨着多項式的項數的增加,多項式在0點附近,越來越接近原函數
可以看到,隨着多項式項數的增加,p(x)越來越接近cos(x)
2.2. sin(x)在0處的泰勒級數
2.3. e^x在0處的泰勒級數
2.4. 歐拉公式
通過cos(x),sin(x)和e^x在0點的泰勒級數,推導出:
歐拉恆等式: