כיצד לחשב עם סדרת טיילור

סדרת טיילור היא שיטה מספרית לייצוג פונקציה נתונה. לשיטה זו יישום בתחומי הנדסה רבים. במקרים מסוימים, כגון העברת חום, ניתוח דיפרנציאלי מביא למשוואה המתאימה לצורה של סדרת טיילור. סדרת טיילור יכולה לייצג גם אינטגרל אם האינטגרל של אותה פונקציה לא קיים אנליטית. ייצוגים אלה אינם ערכים מדויקים, אך חישוב מונחים נוספים בסדרה יהפוך את הקירוב למדוייק יותר.

בחר מרכז לסדרת טיילור. מספר זה הוא שרירותי, אך כדאי לבחור במרכז בו יש סימטריה בפונקציה או כאשר הערך למרכז מפשט את המתמטיקה של הבעיה. אם אתה מחשב את ייצוג סדרת טיילור של f (x) = sin (x), מרכז טוב לשימוש הוא a = 0.

קבע את מספר המונחים שברצונך לחשב. ככל שתשתמשו במונחים רבים יותר, כך ייצוגכם יהיה מדויק יותר, אך מכיוון שסדרת טיילור היא סדרה אינסופית, אי אפשר לכלול בה את כל המונחים האפשריים. הדוגמה של sin (x) תשתמש בשישה מונחים.

חשב את הנגזרים שתזדקק להם לסדרה. לדוגמא זו, עליכם לחשב את כל הנגזרים עד הנגזרת השישית. מכיוון שסדרת טיילור מתחילה ב- "n = 0", עליך לכלול את הנגזרת "0", שהיא בדיוק הפונקציה המקורית. הנגזרת השלישית = sin (x) 1 = cos (x) 2 = -sin (x) 3 = -cos (x) 4 = sin (x) 5 = cos (x) 6 = -in (x)

חשב את הערך עבור כל נגזרת במרכז שבחרת. ערכים אלה יהיו המספרים לששת המונחים הראשונים של סדרת טיילור. sin (0) = 0 cos (0) = 1 -in (0) = 0 -cos (0) = -1 sin (0) = 0 cos (0) = 1 -in (0) = 0

השתמש בחישובי הנגזר ובמרכז כדי לקבוע את מונחי סדרת טיילור. הקדנציה הראשונה; n = 0; (0/0!) (X - 0) ^ 0 = 0/1 הקדנציה השנייה; n = 1; (1/1!) (X - 0) ^ 1 = x / 1! קדנציה שלישית; n = 2; (0/2!) (X - 0) ^ 2 = 0/2! קדנציה רביעית; n = 3; (-1/3!) (X - 0) ^ 3 = -x ^ 3/3! הקדנציה החמישית; n = 4; (0/4!) (X - 0) ^ 4 = 0/4! קדנציה 6; n = 5; (1/5!) (X - 0) ^ 5 = x ^ 5/5! סדרת טיילור לחטא (x): sin (x) = 0 + x / 1! + 0 - (x ^ 3) / 3! + 0 + (x ^ 5) / 5! + ...



שחרר את מונחי האפס בסדרה ופשט את הביטוי בצורה אלגברית כדי לקבוע את הייצוג הפשוט של הפונקציה. זו תהיה סדרה שונה לחלוטין, כך שהערכים עבור "n" ששימשו בעבר לא חלים עוד. sin (x) = 0 + x / 1! + 0 - (x ^ 3) / 3! + 0 + (x ^ 5) / 5! + ... sin (x) = x / 1! - (x ^ 3) / 3! + (x ^ 5) / 5! - ... מכיוון שהסימנים מתחלפים בין חיובי לשלילי, הרכיב הראשון של המשוואה המפשטת חייב להיות (-1) ^ n, מכיוון שאין מספרים אחידים בסדרה. המונח (-1) ^ n מביא לסימן שלילי כאשר n הוא מוזר וסימן חיובי כאשר n הוא שווה. ייצוג הסדרה של מספרים אי-זוגיים הוא (2n + 1). כאשר n = 0, מונח זה שווה ל 1; כאשר n = 1, מונח זה שווה ל 3 וכן הלאה לאינסוף. בדוגמה זו, השתמש בייצוג זה עבור חסידי ה- x ובתי המפעל במכנה

השתמש בייצוג הפונקציה במקום הפונקציה המקורית. למשוואות מתקדמות וקשות יותר, סדרה של טיילור עשויה להפוך את המשוואה הבלתי פתירה לפתירה, או לפחות לתת פיתרון מספרי סביר.