こんにちはコーヤです。
このページでは、テイラー展開の計算方法と展開の意味を勉強します。テイラー展開は微分方程式や指数行列など多くの分野で活躍します。
テイラー展開の導出
関数

ですが
両辺を1階微分、2階微分します。
式(1)(2)(3)に
この3式より
を満たせば近似が成り立つので、これを解いて
よって
これを式(1)に代入して
となります。これで2次式まで使った近似式ができました。
同じ要領で3次式も使った近似式を求めると
こうなります。これを繰り返して
となります。
この等式がテイラー展開の公式です。
近似精度の検証
本当にテイラー展開の公式は近似できているのか、以下の関数で確かめてみましょう。
この関数を


テイラー展開の準備
テイラー展開では
1次式で近似

2次式で近似

3次式で近似

4次式で近似

5次式で近似

近似のGIF画像

マクローリン展開との関係性
マクローリン展開の公式は以下の式です。
テイラー展開の公式に
まとめ
テイラー展開の公式は以下の式です。
マクローリン展開の公式は以下の式です。
コメント欄