泰勒/馬克勞林計算機

為多項式及 sin、cos、exp 的複合函數構建 0–5 次泰勒多項式。中心為 0 時是馬克勞林多項式;不提供收斂性或誤差界證明。

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泰勒/馬克勞林計算機

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使用 ^ 表示乘方,函數請加括號。可直接輸入 sec(x) 和 arctan(x);三角函數按弧度制計算。

輸入幫助與支援範圍

保留原題,計算前確認變數和實時預覽。平方根指數請寫成 ^(1/2),函數引數請加括號。

選擇微分變數和階數,其餘符號視為常量。含因變數 y 的方程請使用隱函數微分。

閱讀解題方法

為多項式及 sin、cos、exp 的複合函數構建 0–5 次泰勒多項式。中心為 0 時是馬克勞林多項式;不提供收斂性或誤差界證明。

沿用現有免費次數與計算介面。無效或不支援的輸入不扣費。點選計算不會傳送 AI 請求。

試試這些例題

題目實時預覽

本頁用連續微分構造有限泰勒多項式。如需單獨的導數,請使用通用微分計算機。 通用微分計算機

如何構造泰勒多項式?

在有限中心 a 處,計算各階導數值併除以對應階乘,再乘以 (x−a)^k,累加到所選次數。

選擇展開中心

中心 a 是構造多項式的位置。a=0 時就是馬克勞林多項式。

結果仍保留自變數。中心為 1 時,各項使用 (x−1) 的冪,而不是直接使用 x 的冪。

選擇 0 到 5 次

0 次只保留 f(a)。3 次包含常數項、一次項、二次項和三次項;5 次最多包含六項。

更高次數增加局部資訊,但不能單憑次數保證每個位置的誤差都更小。

怎麼看各項係數?

(x−a)^k 的係數是 f^(k)(a)/k!。工作台顯示用於構造多項式的連續微分和中心評價。

對 exp(x) 在零點展開,各階導數值都是 1,因此三次以內的係數為 1、1、1/2 和 1/6。

如何使用這個近似?

輸出是中心附近的有限多項式近似,不是無限級數。

本工具不證明收斂性、收斂半徑或餘項誤差界。需要保證精度時,必須另做分析。

區分泰勒與馬克勞林

馬克勞林就是中心取零的泰勒構造。中心非零時,解讀結果要保留 (x−a) 這樣的平移因子。

對 sin(x) 在零點展開到五次,偶數次項係數為零,結果為 x−x^3/6+x^5/120。省略的高次項並不被宣稱為零。

使用結果前的學習提示

在中心附近比較原函數和多項式。要保證近似誤差,需要額外的餘項估計和定義域分析。

可比較、可嘗試的完整例題

以下是帶完整條件的教學參考。開啟例題只會預填工作台,點選計算後才會提交題目。

P3(x)=1+x+x22+x36P_3(x)=1+x+\frac{x^2}{2}+\frac{x^3}{6}

exp(x)、中心 0、次數 3,得到 1+x+x^2/2+x^3/6。

試做這道題
P5(x)=x−x36+x5120P_5(x)=x-\frac{x^3}{6}+\frac{x^5}{120}

sin(x)、中心 0、次數 5,得到 x−x^3/6+x^5/120。

試做這道題
P4(x)=1−x22+x424P_4(x)=1-\frac{x^2}{2}+\frac{x^4}{24}

cos(x)、中心 0、次數 4,得到 1−x^2/2+x^4/24。

試做這道題

支援範圍與適用條件

目前支援 0–5 次,函數限於多項式以及支援的 sin、cos、exp 複合表示式,中心必須有限。

係數由現有規則樹和浮點數評價構造,不宣稱獨立檢核、收斂證明或全域性誤差界。其他函數需要額外的光滑性與定義域支援。

常見問題

泰勒和馬克勞林有什麼區別?

馬克勞林是中心為 0 的泰勒多項式;一般泰勒多項式可以在其他有限中心 a 展開。

可以生成十次多項式嗎?

不可以,目前次數範圍為 0–5。不支援的次數不能被視為已經計算出的結果。

輸出能證明級數收斂嗎?

不能。這是有限多項式,不是無限級數的收斂分析。

次數更高一定更好嗎?

不一定適用於每個位置。誤差取決於函數、中心和離中心的距離;精度保證還需要單獨分析餘項。