冪級數展開與泰勒級數展開是什麼關係?

時間 2022-01-13 14:20:18

1樓:逢參

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在回答這個問題之前,首先要區分泰勒公式和泰勒級數。

乙個函式在點有至少到階的導數,則它可以用階的泰勒公式表示:

這是乙個有限項的求和,所以不存在收不收斂的問題,而餘項的存在保證了右邊的求和等於原函式。有很多種表達形式,最簡單的是佩亞諾餘項:

至於泰勒級數,它是一種特定形式的冪級數。但是可以證明,對乙個在點有任意階導數的函式(往往稱為點的函式或光滑函式),對它在點做冪級數展開,得到的必定就是它的泰勒級數:

注意泰勒級數是乙個有無窮項求和的函式項級數,它可能不收斂或者只在某些區間收斂,而且就算它收斂,它的和函式也不一定等於原函式!下面是乙個例子:

對於它在處的任何階導數都等於0,則在處的泰勒級數為

顯然它在上收斂,且其和函式。由此可以看到,對於一切都有。

另外,如果乙個函式在點的某個鄰域內等於它的泰勒級數的和函式,就稱它是點的解析函式,這是比光滑更高的要求。而下面的定理把泰勒公式和泰勒級數聯絡了起來:

設在點光滑,0" eeimg="1"/>,則在區間等於它的泰勒級數的和函式的乙個充要條件是:對,有。

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