泰勒公式有哪些應用啊?急,泰勒公式有哪些應用啊?急

2021-03-27 05:37:24 字數 5970 閱讀 7943

1樓:匿名使用者

如果你是做管理類應用軟體的,那麼泰勒公式用處不大,我到現在還沒有用過一次,因為即使有需要用的地方,開發工具中提供的方法和函式庫已經足夠用了.

如果你是做工程類軟體的,那麼就有用了,因為有些函式的值沒有辦法及直接計算出來的,只能用數值方法,這時候就極有可能用到.

如果你是做開發工具的,那就必須用了.因為計算機的cpu不會直接計算函式值,只會做加減乘除.泰勒公式的作用就是把各種函式數值的運算轉化成加減乘除運算.比如sin(x).

請問泰勒公式的應用有哪些方面???

2樓:匿名使用者

這個太多了,要詳細瞭解還是看教材吧

3樓:匿名使用者

f(x)=f(x0)+f'(x0)*(x-x0)+f''(x0)/2!*(x-x0)^2+...+f(n)(x0)/n!*(x-x0)^n (泰勒公式,最後一項中n表示n階導數

)f(x)=f(0)+f'(0)*x+f''(x)/2!*x^2+...+f(n)(0)/n!*x^n (麥克勞林公式公式,最後一項中n表示n階導數)

泰勒中值定理:若函式f(x)在開區間(a,b)有直到n+1階的導數,則當函式在此區間內時,可以為一個關於(x-x.)多項式和一個餘項的和:

f(x)=f(x.)+f'(x.)(x-x.

)+f''(x.)/2!•(x-x.

)^2,+f'''(x.)/3!•(x-x.

)^3+……+f(n)(x.)/n!•(x-x.

)^n+rn

其中rn=f(n+1)(ξ)/(n+1)!•(x-x.)^(n+1),這裡ξ在x和x.之間,該餘項稱為拉格朗日型的餘項。

(注:f(n)(x.)是f(x.)的n階導數,不是f(n)與x.的相乘。)

證明:我們知道f(x)=f(x.)+f'(x.

)(x-x.)+α(根據拉格朗日中值定理匯出的有限增量定理有limδx→0 f(x.+δx)-f(x.

)=f'(x.)δx),其中誤差α是在limδx→0 即limx→x.的前提下才趨向於0,所以在近似計算中往往不夠精確;於是我們需要一個能夠足夠精確的且能估計出誤差的多項式:

p(x)=a0+a1(x-x.)+a2(x-x.)^2+……+an(x-x.)^n

來近似地表示函式f(x)且要寫出其誤差f(x)-p(x)的具體表示式。設函式p(x)滿足p(x.)=f(x.

),p'(x.)=f'(x.), p''(x.

)=f''(x.),……,p(n)(x.)=f(n)(x.

),於是可以依次求出a0、a1、a2、……、an。顯然,p(x.)=a0, 所以a0=f(x.

);p'(x.)=a1,a1=f'(x.);p''(x.

)=2!a2,a2=f''(x.)/2!

……p(n)(x.)=n! an,an=f(n)(x.

)/n!。至此,多項的各項係數都已求出,得:p(x)=f(x.

)+f'(x.)(x-x.)+f''(x.

)/2!•(x -x.)^2+……+f(n)(x.

)/n!•(x-x.)^n.

接下來就要求誤差的具體表示式了。設rn(x)=f(x)-p(x),於是有rn(x.)=f(x.

)-p(x.)=0。所以可以得出rn(x.

)= rn'(x.)=rn''(x.)=……=rn(n)(x.

)=0。根據柯西中值定理可得rn(x)/(x-x.)^(n+1)=rn(x)-rn (x.

)/(x-x.)^(n+1)-0=rn'(ξ1)/(n+1)(ξ1-x.)^n(注:

(x.-x.)^(n+1)=0),這裡ξ1在x和x.

之間;繼續使用柯西中值定理得rn'(ξ1)-rn'(x.)/(n+1)(ξ1-x.)^n-0=rn''(ξ2)/n(n+1)(ξ2-x.

)^(n- 1)這裡ξ2在ξ1與x.之間;連續使用n+1次後得出rn(x)/(x-x.)^(n+1)=rn(n+1)(ξ)/(n+1)!

,這裡ξ在x.和x之間。但rn(n+1)(x)=f(n+1)(x)-p(n+1)(x),由於p(n)(x)=n!

an,n!an是一個常數,故p(n+1)(x)=0,於是得rn(n+1)(x)=f(n+1)(x)。綜上可得,餘項rn(x)=f(n+1)(ξ)/(n+1)!

•(x-x.)^(n+1)。一般來說函式時都是為了計算的需要,故x往往要取一個定值,此時也可把rn(x)寫為rn。

泰勒公式有什麼用途?

4樓:兔子和他的

taylor在物理學應用!物理學上的一切原理 定理 公式 都是用泰勒做近似得到的簡諧振動對應的勢能具有x^2的形式,並且能在數學上精確求解。為了處理一般的情況,物理學首先關注平衡狀態,可以認為是「不動」的情況。

為了達到「動」的效果,會給平衡態加上一個微擾,使物體振動。在這種情況下,勢場往往是複雜的,因此振動的具體形式很難求解。這時,taylor就開始發揮威力了!

理論力學中的小振動理論告訴我們,在平衡態附近將勢能做taylor為x的冪級數形式,零次項可取為0,一次項由於平衡態對應的極大/極小值也為0,從二次項開始不為零。如果精確到二級近似,則勢能的形式與簡諧運動完全相同,因此很容易求解。這種處理方法在量子力學、固體物理中有著廣泛應用。

反思一下這麼處理的原因:首先,x^2形式的勢能對應於簡諧運動,能精確求解;其次,taylor級數有較好的近似,x^2之後的項在一定條件下可以忽略。這保證瞭解的精確性。

除了taylor級數,經常用到的還有fourier級數和legendre多項式。原因也和上面提到的類似。有很多問題的數學模型是比較複雜的,這些複雜的問題往往很難甚至不可能求解,或是雖然能夠求解,但是我們往往需要的是一個不那麼精確但是效率很高的解法。

而泰勒公式的強大之處就在於把一個複雜的函式近似成了一系列冪函式的簡單線性疊加,於是就可以很方便地進行比較、估算規模、求導、積分、解微分方程等等操作。

比較典型的例子的話……牛頓近似求根法(或者叫牛頓迭代法)可以看作泰勒公式的一種應用,並且很容易理解。所有非線性關係都可以用泰勒,丟掉高階保留線性項作為近似。計算機的計算過程用的就是泰勒級數式。

泰勒公式給出了f(x)的另一種形式,而從某種意義上說邏輯就是用等號右邊的形式代替左邊的形式從而推理下去的。

數學上有一個習慣,就是把未知問題轉化成一個已解決過的問題,然後就算解決了。泰勒級數形式的函式的行為就是一個計算機上的已解決得很好的問題。一旦把一個函式成泰勒級數的形式,它就成了一個已經解決過的問題,剩下的交給計算機就行了。

理工科有一門課程叫做數值分析,這門課簡直就是泰勒公式的應用。數值分析就是講得各種數學式的求解,在計算機中,要求某一個問題的精確解是不可能的(因為計算機本質上只會邏輯運算),對於一個問題在不影響最後結果的情況下近似解是很可取的,泰勒公式就為這些計算提供了這樣的方法,用簡單式子逼近複雜式子,在誤差範圍內求出結果。

泰勒公式有什麼實際性的應用?這樣有什麼意義

5樓:塵埃之裡

泰勒公式的應用一般有三個方面:

1、利用泰勒式做代換求函式的極限.

這一點應用最廣泛!一些等價無窮小也可以使用泰勒公式求出.

2、利用泰勒式證明一些等式或者不等式.

這一點應用的也非常多,在很多大型證明題中都使用過.泰勒公式可以靈活選擇在某點,效果也很好.

3、應用拉格朗日餘項,可以估值,求近似值.

當然還有挺多,你看看這篇文章吧,泰勒公式的應用講的非常全面,這裡地方太小,也無法全面描述:

泰勒公式在物理學中有什麼實際應用

6樓:探索瀚海

泰勒公式

泰勒公式是一個用函式在某點的資訊描述其附近取值的公式。如果函式足夠平滑的話,在已知函式在某一點的各階導數值的情況之下,泰勒公式可以用這些導數值做係數構建一個多項式來近似函式在這一點的鄰域中的值。泰勒公式還給出了這個多項式和實際的函式值之間的偏差。

泰勒公式得名於英國數學家布魯克·泰勒。他在2023年的一封信裡首次敘述了這個公式,儘管2023年詹姆斯·格雷高裡已經發現了它的特例。

拉格朗日在2023年之前,最先提出了帶有餘項的現在形式的泰勒定理。

公式應用

實際應用中,泰勒公式需要截斷,只取有限項,一個函式的有限項的泰勒級數叫做泰勒式。泰勒公式的餘項可以用於估算這種近似的誤差。

泰勒式的重要性體現在以下三個方面:

冪級數的求導和積分可以逐項進行,因此求和函式相對比較容易。

一個解析函式可被延伸為一個定義在複平面上的一個開片上的解析函式,並使得複分析這種手法可行。

泰勒級數可以用來近似計算函式的值。

7樓:火星使節

量子場論中的微擾論(pertubation theory)計算實際上可以看成泰勒的一種。如果將粒子之間相互作用的相對大小用耦合常數表示的話,微擾計算就是假設這個常數很小,也就是說粒子間相互作用比較小,然後通過對重整化後的作用量進行關於的泰勒,來計算所需的結論。由於泰勒在收斂半徑內會收斂到原函式,所以只要取前幾項就能得到所需物理性質的相對精確的值。

在耦合常數的確很小時,微擾方法非常有效,比如說量子電動力學(quantum electrodynamics)就是一個很好的例子,它的計算與實驗資料直到小數點後8位仍然符合。但對於耦合常數較大的情況,比如說關於強相互作用的量子色動力學 ,微擾論會遇到比較多的麻煩,需要用到更深刻的對稱性。

8樓:匿名使用者

將一個不易求導求積的函式,表達成容易求解的多項式求和,大大簡化問題;

在計算某些物理量的時候,我們往往只需要求得它們的低階近似,而不需要完整的表達,比如應力應變很小的時候,這時候用泰勒來逼近真實問題,只保留其線性項即可,大大方便求解問題

9樓:匿名使用者

主要是做近似用,一般近似到一階項和二階項。尤其是一階項,很多物理定律都是一階項下的線性近似結果。

泰勒公式到底有什麼用啊?我實在不懂

10樓:兔子和他的

taylor在物理學應用!物理學上的一切原理 定理 公式 都是用泰勒展開做近似得到的簡諧振動對應的勢能具有x^2的形式,並且能在數學上精確求解。為了處理一般的情況,物理學首先關注平衡狀態,可以認為是「不動」的情況。

為了達到「動」的效果,會給平衡態加上一個微擾,使物體振動。在這種情況下,勢場往往是複雜的,因此振動的具體形式很難求解。這時,taylor就開始發揮威力了!

理論力學中的小振動理論告訴我們,在平衡態附近將勢能做taylor為x的冪級數形式,零次項可取為0,一次項由於平衡態對應的極大/極小值也為0,從二次項開始不為零。如果精確到二級近似,則勢能的形式與簡諧運動完全相同,因此很容易求解。這種處理方法在量子力學、固體物理中有著廣泛應用。

反思一下這麼處理的原因:首先,x^2形式的勢能對應於簡諧運動,能精確求解;其次,taylor級數有較好的近似,x^2之後的項在一定條件下可以忽略。這保證瞭解的精確性。

除了taylor級數,經常用到的還有fourier級數和legendre多項式。原因也和上面提到的類似。有很多問題的數學模型是比較複雜的,這些複雜的問題往往很難甚至不可能求解,或是雖然能夠求解,但是我們往往需要的是一個不那麼精確但是效率很高的解法。

而泰勒公式的強大之處就在於把一個複雜的函式近似成了一系列冪函式的簡單線性疊加,於是就可以很方便地進行比較、估算規模、求導、積分、解微分方程等等操作。

比較典型的例子的話……牛頓近似求根法(或者叫牛頓迭代法)可以看作泰勒公式的一種應用,並且很容易理解。所有非線性關係都可以用泰勒,丟掉高階保留線性項作為近似。計算機的計算過程用的就是泰勒級數式。

泰勒公式給出了f(x)的另一種形式,而從某種意義上說邏輯就是用等號右邊的形式代替左邊的形式從而推理下去的。

數學上有一個習慣,就是把未知問題轉化成一個已解決過的問題,然後就算解決了。泰勒級數形式的函式的行為就是一個計算機上的已解決得很好的問題。一旦把一個函式成泰勒級數的形式,它就成了一個已經解決過的問題,剩下的交給計算機就行了。

理工科有一門課程叫做數值分析,這門課簡直就是泰勒公式的應用。數值分析就是講得各種數學式的求解,在計算機中,要求某一個問題的精確解是不可能的(因為計算機本質上只會邏輯運算),對於一個問題在不影響最後結果的情況下近似解是很可取的,泰勒公式就為這些計算提供了這樣的方法,用簡單式子逼近複雜式子,在誤差範圍內求出結果。

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