Taylorova séria je numerická metóda predstavujúca danú funkciu. Táto metóda má uplatnenie v mnohých technických oblastiach. V niektorých prípadoch, napríklad pri prenose tepla, vedie diferenciálna analýza k rovnici, ktorá vyhovuje tvaru Taylorovho radu. Taylorova séria môže tiež predstavovať integrál, ak integrál tejto funkcie analyticky neexistuje. Tieto reprezentácie nie sú presnými hodnotami, ale výpočet viacerých výrazov v sérii spôsobí presnejšiu aproximáciu.
Vyberte si centrum pre sériu Taylor. Toto číslo je ľubovoľné, ale je to dobrý nápad zvoliť si centrum, v ktorom existuje symetria vo funkcii alebo kde hodnota centra zjednodušuje matematiku problému. Ak vypočítavate reprezentáciu sérií Taylorov f (x) = sin (x), dobrým centrom je a = 0.
Určite počet výrazov, ktoré chcete vypočítať. Čím viac výrazov použijete, tým presnejšie bude vaše zastúpenie, ale keďže séria Taylor je nekonečná séria, je nemožné zahrnúť všetky možné pojmy. Príklad hriechu (x) použije šesť výrazov.
Vypočítajte deriváty, ktoré budete potrebovať pre sériu. V tomto príklade musíte vypočítať všetky deriváty až po šiesty derivát. Pretože séria Taylor začína na „n = 0“, musíte zahrnúť derivát „0.“, ktorý je iba pôvodnou funkciou. 0. derivát = sin (x) 1. = cos (x) 2. = -sin (x) 3. = -cos (x) 4. = sin (x) 5. = = cos (x) 6. = = sins (x)
Vypočítajte hodnotu pre každý derivát v strede, ktorý ste vybrali. Tieto hodnoty budú čitateľmi prvých šiestich semestrov Taylorovej série. sin (0) = 0 cos (0) = 1 -sin (0) = 0 -cos (0) = -1 sin (0) = 0 cos (0) = 1 -sin (0) = 0
Na určenie termínov Taylorovej rady použite derivátové výpočty a stred. 1. semester; n = 0; (0/0!) (X - 0) ^ 0 = 0/1 druhý člen; n = 1; (1/1!) (X - 0) ^ 1 = x / 1! 3. funkčné obdobie; n = 2; (0/2!) (X - 0) ^ 2 = 0/2! 4. funkčné obdobie; n = 3; (-1/3!) (X - 0) ^ 3 = -x ^ 3/3! 5. funkčné obdobie; n = 4; (0/4!) (X - 0) ^ 4 = 0/4! 6. funkčné obdobie; n = 5; (1/5!) (X - 0) ^ 5 = x ^ 5/5! Taylorova séria pre hriech (x): hriech (x) = 0 + x / 1! + 0 - (x ^ 3) / 3! + 0 + (x ^ 5) / 5! + ...
Zrušte nulové členy v sérii a algebraicky zjednodušte výraz, aby ste určili zjednodušené zobrazenie funkcie. Bude to úplne iná séria, takže hodnoty použité pre „n“ už nebudú platiť. hriech (x) = 0 + x / 1! + 0 - (x ^ 3) / 3! + 0 + (x ^ 5) / 5! + ... hriech (x) = x / 1! - (x ^ 3) / 3! + (X ^ 5) / 5! - ... Pretože znaky sa striedajú medzi kladným a záporným, prvá zložka zjednodušenej rovnice musí byť (-1) ^ n, pretože v rade nie sú žiadne párne čísla. Výraz (-1) ^ n má za následok záporné znamienko, keď n je nepárne a kladné znamienko, keď n je párne. Sériové zastúpenie nepárnych čísel je (2n + 1). Keď n = 0, tento výraz sa rovná 1; keď n = 1, tento výraz sa rovná 3 a tak ďalej do nekonečna. V tomto príklade použite túto reprezentáciu pre exponenty x a faktoriálov v menovateli
Použite zobrazenie funkcie namiesto pôvodnej funkcie. Pre pokročilejšie a zložitejšie rovnice môže Taylorova séria urobiť nerozpustnú rovnicu riešiteľnou alebo prinajmenšom poskytnúť rozumné numerické riešenie.