Перейти к содержанию

Формула Тейлора

Математика 11 класс Сложность 3/5

Начало урока

Формула Тейлора

Формула Тейлора — один из самых мощных инструментов математического анализа. Она позволяет приближать любую гладкую функцию с помощью многочленов. Представьте, что вы создаёте полиномиальную «копию» функции, которая повторяет её поведение вблизи определённой точки.

🎯 Главная идея

Представьте, что вы стоите в точке $x = a$ на графике функции. Вы знаете значение функции в этой точке, её наклон, кривизну и все производные высших порядков. Формула Тейлора использует всю эту информацию, чтобы построить многочлен, приближающий функцию вблизи этой точки.

Чем больше информации о производных вы используете (чем выше степень), тем лучше становится приближение!

📐 Формальное определение

Если $f(x)$ — функция, имеющая производные всех порядков в точке $x = a$, то ряд Тейлора функции $f$ с центром в точке $a$ имеет вид:

$$f(x) = \sum_{n=0}^{\infty} \frac{f^{(n)}(a)}{n!}(x - a)^n$$

В развёрнутом виде:

$$f(x) = f(a) + f'(a)(x-a) + \frac{f''(a)}{2!}(x-a)^2 + \frac{f'''(a)}{3!}(x-a)^3 + \cdots$$

Многочлен Тейлора степени $n$ $T_n(x)$ — это частичная сумма:

$$T_n(x) = \sum_{k=0}^{n} \frac{f^{(k)}(a)}{k!}(x - a)^k$$
ОбозначениеЗначение
$f^{(n)}(a)$$n$-я производная функции $f$, вычисленная в точке $x = a$
$n!$$n$ факториал: $n! = n \cdot (n-1) \cdot (n-2) \cdots 2 \cdot 1$
$a$Центр разложения
$(x-a)^n$Отклонение от центра, возведённое в степень $n$

Продолжите этот урок на YourAIZone

В полном уроке — объяснение целиком, разобранные примеры, частые ошибки, тесты с мгновенной проверкой и ИИ-репетитор. Начните сразу как гость или создайте аккаунт, чтобы сохранять прогресс.

В полном уроке

  • Объяснение целиком
  • Разобранные примеры
  • Частые ошибки и как их избежать
  • Тестовые вопросы: 131
  • ИИ-репетитор, который отвечает на вопросы по теме
  • Отслеживание прогресса для ученика, родителей и учителя