Поліном Тейлора - що це таке, визначення та поняття

Зміст:

Поліном Тейлора - що це таке, визначення та поняття
Поліном Тейлора - що це таке, визначення та поняття
Anonim

Поліном Тейлора - це поліноміальне наближення функціїп разів, що випливають у певній точці

Іншими словами, поліном Тейлора - це скінченна сума місцевих похідних, обчислених у конкретній точці.

Математично

Визначаємо:

f (x): функція х.

f (x0): функціяхв конкретній точці x0. Формально написано:

F(n)(х):п-та похідна від функції f (x).

Програми

Розширення Тейлора зазвичай застосовується до фінансових активів та продуктів, ціна яких виражається як нелінійна функція. Наприклад, ціна короткострокового боргового папера - це нелінійна функція, яка залежить від процентних ставок. Іншим прикладом можуть бути варіанти, де як фактори ризику, так і прибутковість є нелінійними функціями. Розрахунок тривалості зв'язку - це поліном Тейлора першого ступеня.

Приклад полінома Тейлора

Ми хочемо знайти другий порядок наближення Тейлора функції f (x) у точці x0=1.

1. Складемо відповідні похідні функції f (x).

У цьому випадку вони просять нас до другого порядку, тому ми зробимо першу та другу похідні функції f (x):

  • Перша похідна:
  • Друга похідна:

2. Підставляємо х0= 1 у f (x), f '(x) та f' '(x):

3. Отримавши значення похідних у точці х0= 1, підставляємо його в наближення Тейлора:

Ми трохи зафіксували поліном:

Перевірка значень

Наближення Тейлора буде адекватним, чим ближче до x0 бути значеннями. Щоб перевірити це, ми підставляємо значення, близькі до x0 як у вихідній функції, так і в наближенні Тейлора вище:

Коли х0=1

Оригінальна функція:

Наближення Тейлора:

Коли х0=1,05

Оригінальна функція:

Наближення Тейлора:

Коли х0=1,10

Оригінальна функція:

Наближення Тейлора:

У першому випадку, коли x0= 1, ми бачимо, що і вихідна функція, і наближення Тейлора дають нам однаковий результат. Це пов’язано зі складом полінома Тейлора, який ми створили за допомогою місцевих похідних. Ці похідні були оцінені в певний момент, x0= 1, щоб отримати значення і створити поліном. Отже, чим далі від цієї конкретної точки, х0= 1, менш наближеним буде наближення для вихідної нелінійної функції. У випадках, коли x0= 1,05 і х0= 1,10 існує суттєва різниця між результатом вихідної функції та наближенням Тейлора.

Але … різниця дуже мала, чи не так?

Поліноміальне подання Тейлора

Якщо продовжити крайнощі (де наближення відходить від x0=1):

На перший погляд це може здатися незначним, але коли ми працюємо над графіком та робимо наближення, дуже важливо врахувати принаймні перші чотири знаки після коми. Основою наближень є точність.