Серия Power против серии Taylor
В математике реальная последовательность - это упорядоченный список действительных чисел. Формально это функция от множества натуральных чисел к множеству действительных чисел. Если an является nth членом последовательности, мы обозначаем последовательность символом или символом 1, a 2, …, an, …. Например, рассмотрим последовательность 1, ½, ⅓, …, 1 / n, …. Его можно обозначить как {1/n}.
Серию можно определить с помощью последовательностей. Ряд – это сумма членов последовательности. Следовательно, для каждой последовательности существует соответствующая последовательность и наоборот. Если {an} – рассматриваемая последовательность, то ряд, образованный этой последовательностью, можно представить в виде:
![Изображение Изображение](https://i.what-difference.com/images/005/image-13895-1-j.webp)
![Изображение Изображение](https://i.what-difference.com/images/005/image-13895-2-j.webp)
Таким образом, в приведенном выше примере связанная серия 1+1/2+1 /3+ … + 1/ n + ….
Как следует из названия, степенной ряд представляет собой особый тип ряда, который широко используется в численном анализе и связанном с ним математическом моделировании. Ряд Тейлора - это специальный степенной ряд, который обеспечивает альтернативный и простой в использовании способ представления хорошо известных функций.
Что такое серия Power?
Степенной ряд – это ряд вида
![Изображение Изображение](https://i.what-difference.com/images/005/image-13895-3-j.webp)
![Изображение Изображение](https://i.what-difference.com/images/005/image-13895-4-j.webp)
который сходится (возможно) для некоторого интервала с центром в c. Коэффициенты anмогут быть действительными или комплексными числами и не зависят от x; то есть фиктивная переменная.
Например, установив an=1 для каждого n и c=0, степенной ряд 1+x+x2 +…..+ x+… получается. Легко заметить, что при x ε (-1, 1) этот степенной ряд сходится к 1/(1-x).
Степенной ряд сходится, когда x=c. Другие значения x, для которых степенной ряд сходится, всегда будут принимать форму открытого интервала с центром в точке c. То есть, будет значение 0 ≤ R ≤ ∞ такое, что для каждого x, удовлетворяющего |x-c|≤ R, степенной ряд сходится, а для каждого x, удовлетворяющего |x-c|> R, степенной ряд расходится. Это значение R называется радиусом сходимости степенного ряда (R может принимать любое действительное значение или положительную бесконечность).
Степенные ряды можно складывать, вычитать, умножать и делить по следующим правилам. Рассмотрим два степенных ряда:
![Изображение Изображение](https://i.what-difference.com/images/005/image-13895-5-j.webp)
![Изображение Изображение](https://i.what-difference.com/images/005/image-13895-6-j.webp)
![Изображение Изображение](https://i.what-difference.com/images/005/image-13895-7-j.webp)
![Изображение Изображение](https://i.what-difference.com/images/005/image-13895-8-j.webp)
Затем,
![Изображение Изображение](https://i.what-difference.com/images/005/image-13895-9-j.webp)
![Изображение Изображение](https://i.what-difference.com/images/005/image-13895-10-j.webp)
т.е. одинаковые термины складываются или вычитаются вместе. Кроме того, можно умножать и делить два степенных ряда, используя тождество
![Изображение Изображение](https://i.what-difference.com/images/005/image-13895-11-j.webp)
![Изображение Изображение](https://i.what-difference.com/images/005/image-13895-12-j.webp)
Что такое сериал Тейлора?
Ряд Тейлора определяется для функции f (x), бесконечно дифференцируемой на отрезке. Предположим, что f (x) дифференцируема на отрезке с центром в точке c. Тогда степенной ряд, который задается как
![Изображение Изображение](https://i.what-difference.com/images/005/image-13895-13-j.webp)
![Изображение Изображение](https://i.what-difference.com/images/005/image-13895-14-j.webp)
называется разложением в ряд Тейлора функции f (x) относительно c. (Здесь f(n) (c) обозначает n-ю -ю производную в точке x=c). В численном анализе конечное число членов этого бесконечного расширения используется для вычисления значений в точках, где ряд сходится к исходной функции.
Функция f (x) называется аналитической на интервале (a, b), если для каждого x ε (a, b) ряд Тейлора функции f (x) сходится к функции f (Икс). Например, 1/(1-x) является аналитическим на (-1, 1), поскольку его разложение Тейлора 1+x+x2+….+ x +… сходится к функции на этом интервале, а ex везде аналитична, поскольку ряд Тейлора функции ex сходится к e x для каждого действительного числа x.
![Изображение Изображение](https://i.what-difference.com/images/005/image-13895-15-j.webp)
![Изображение Изображение](https://i.what-difference.com/images/005/image-13895-16-j.webp)
В чем разница между серией Power и серией Тейлора?
1. Ряд Тейлора - это особый класс степенных рядов, определенный только для функций, бесконечно дифференцируемых на некотором открытом интервале.
2. Ряды Тейлора имеют особую форму
![Изображение Изображение](https://i.what-difference.com/images/005/image-13895-17-j.webp)
![Изображение Изображение](https://i.what-difference.com/images/005/image-13895-18-j.webp)
тогда как степенной ряд может быть любым рядом вида