第一次见到泰勒展开式的时候,我是崩溃的。泰勒公式长这样:

泰勒展开代码Python 泰勒展开式编程_泰勒展开代码Python

好奇泰勒是怎么想出来的,我想,得尽量还原公式发明的过程才能很好的理解它。

首先得问一个问题:泰勒当年为什么要发明这条公式?

因为当时数学界对简单函数的研究和应用已经趋于成熟,而复杂函数,比如:

泰勒展开代码Python 泰勒展开式编程_泰勒展开代码Python_02

这种一看就头疼的函数,还有那种根本就找不到表达式的曲线。除了代入一个x可以得到它的y,就啥事都很难干了。所以泰勒同学就迎难而上!决定让这些式子统统现出原形,统统变简单。

让我们沿着泰勒同学(假装泰勒是这么想的)的思路来:

要让一个复杂函数变简单,能不能把它转换成别的表达式?比如函数

泰勒展开代码Python 泰勒展开式编程_泰勒展开代码Python_02

,怎么看都看不出思路,怎么办呢?我们先不要一口吃掉它,可以先从它最小的部分算起,比如说一个点

泰勒展开代码Python 泰勒展开式编程_泰勒展开代码Python_04

。可以得到:

泰勒展开代码Python 泰勒展开式编程_泰勒展开代码Python_05

。暂时看不出有什么规律。那就继续增大研究的对象,比如说

泰勒展开代码Python 泰勒展开式编程_泰勒展开代码Python_04

的领域

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。可以得到:

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,其中

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。好像还是看不出什么规律?然鹅,聪明的泰勒早以看穿一切。因为

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,所以原式可以化为:

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。所以泰勒想是不是这样:

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,即

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。嗯先假设是这样,然后泰勒同学决定验证一下。先求个导试试:

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。对了,泰勒同学很激动!继续求:

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,咦,不对了。那说明有了一些问题。仔细分析一下问题在哪呢?我们可以尝试把

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拆开来:

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,然后分析他们之间有什么共性。让我们对

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进行求导看看:一阶导:

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,嗯多了个

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。二阶导:

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,多了

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。好像有点规律了,

......

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阶导:

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阶导:0。

泰勒展开代码Python 泰勒展开式编程_泰勒展开代码Python_26

是一个常数,所以对

泰勒展开代码Python 泰勒展开式编程_泰勒展开代码Python_26

求导就是0了。这里规律很明显了,

泰勒展开代码Python 泰勒展开式编程_泰勒展开代码Python_22

阶导以后都是0!但是

泰勒展开代码Python 泰勒展开式编程_泰勒展开代码Python_22

阶导以前呢?还是蛮复杂的,不过不用担心,因为

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,即

泰勒展开代码Python 泰勒展开式编程_泰勒展开代码Python_33

,所以

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阶导以前也都是0,而

泰勒展开代码Python 泰勒展开式编程_泰勒展开代码Python_22

阶导就是

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。perfect!这样就很清晰了:对

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泰勒展开代码Python 泰勒展开式编程_泰勒展开代码Python_22

阶导为

泰勒展开代码Python 泰勒展开式编程_泰勒展开代码Python_26

。但是我们想要的值是

泰勒展开代码Python 泰勒展开式编程_泰勒展开代码Python_40

,那就把

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给除掉!即乘于一个

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,所以

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,证明完毕。泰勒同学很开心!