淺顯易懂——泰勒展開式
阿新 • • 發佈:2018-12-23
第一次見到泰勒展開式的時候,我是崩潰的。泰勒公式長這樣:
好奇泰勒是怎麼想出來的,我想,得儘量還原公式發明的過程才能很好的理解它。
首先得問一個問題:泰勒當年為什麼要發明這條公式?
因為當時數學界對簡單函式的研究和應用已經趨於成熟,而複雜函式,比如:這種一看就頭疼的函式,還有那種根本就找不到表示式的曲線。除了代入一個x可以得到它的y,就啥事都很難幹了。所以泰勒同學就迎難而上!決定讓這些式子統統現出原形,統統變簡單。
讓我們沿著泰勒同學(假裝泰勒是這麼想的)的思路來:
要讓一個複雜函式變簡單,能不能把它轉換成別的表示式?比如函式,怎麼看都看不出思路,怎麼辦呢?我們先不要一口吃掉它,可以先從它最小的部分算起,比如說一個點
那就繼續增大研究的物件,比如說的領域,。可以得到:,其中,。好像還是看不出什麼規律?然鵝,聰明的泰勒早以看穿一切。
因為,所以原式可以化為:。所以泰勒想是不是這樣:,即。嗯先假設是這樣,然後泰勒同學決定驗證一下。
先求個導試試:。對了,泰勒同學很激動!繼續求:,咦,不對了。那說明有了一些問題。仔細分析一下問題在哪呢?
我們可以嘗試把拆開來:,然後分析他們之間有什麼共性。
讓我們對進行求導看看:
一階導:,嗯多了個。
二階導:,多了。好像有點規律了,
......
階導:
階導:0。是一個常數,所以對求導就是0了。
這裡規律很明顯了,
這樣就很清晰了:對求階導為。但是我們想要的值是,那就把給除掉!
即乘於一個,所以,證明完畢。泰勒同學很開心!