【MATLAB】【公式验证】泰勒级数

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【MATLAB】【公式验证】泰勒级数

2024-06-13 22:05| 来源: 网络整理| 查看: 265

泰勒级数

关于泰勒级数的概念和工程意义在这不再叙述,此文章只是用matlab把图形拟合出来,让读者形象地感受随着项数的增加,函数拟合效果逐渐逼近。 常见的函数泰勒展开: 请添加图片描述

指数函数

三项拟合效果:

x=0:0.01:5; y1=exp(x); y2=1+x+1/factorial(2)*power(x,2)+1/factorial(3)*power(x,3); plot(x,y1,x,y2); xlabel('x') ylabel('y')

在这里插入图片描述 五项拟合效果:

x=0:0.01:5; y1=exp(x); y2=1+x+1/factorial(2)*power(x,2)+1/factorial(3)*power(x,3)+1/factorial(4)*power(x,4)+1/factorial(5)*power(x,5); plot(x,y1,x,y2); xlabel('x') ylabel('y')

在这里插入图片描述 十项拟合效果:

x=0:0.01:5; y1=exp(x); y2=1+x+1/factorial(2)*power(x,2)+1/factorial(3)*power(x,3)+1/factorial(4)*power(x,4)+1/factorial(5)*power(x,5)+1/factorial(6)*power(x,6)+1/factorial(7)*power(x,7)+1/factorial(8)*power(x,8)+1/factorial(9)*power(x,9)+1/factorial(10)*power(x,10); plot(x,y1,x,y2); xlabel('x') ylabel('y')

在这里插入图片描述 以上分析,当有十项时,在(0,5)区间上已经深度拟合了,但是随着区间的增加,必须要增加项数才能“跟得上”原函数的变化。 例如区间增大到10:

x=0:0.01:10; y1=exp(x); y2=1+x+1/factorial(2)*power(x,2)+1/factorial(3)*power(x,3)+1/factorial(4)*power(x,4)+1/factorial(5)*power(x,5)+1/factorial(6)*power(x,6)+1/factorial(7)*power(x,7)+1/factorial(8)*power(x,8)+1/factorial(9)*power(x,9)+1/factorial(10)*power(x,10); plot(x,y1,x,y2); xlabel('x') ylabel('y')

在这里插入图片描述

三角函数

二项拟合:

x=-pi:0.01:pi; y1=sin(x); y2=x-power(x,3)/factorial(3); plot(x,y1,x,y2); xlabel('x') ylabel('y')

在这里插入图片描述 三项拟合:

x=-pi:0.01:pi; y1=sin(x); y2=x-power(x,3)/factorial(3)+power(x,5)/factorial(5); plot(x,y1,x,y2); xlabel('x') ylabel('y')

在这里插入图片描述 四项拟合:

x=-pi:0.01:pi; y1=sin(x); y2=x-power(x,3)/factorial(3)+power(x,5)/factorial(5)-power(x,7)/factorial(7); plot(x,y1,x,y2); xlabel('x') ylabel('y')

在这里插入图片描述 以上分析,当有四项时,在(-pi,pi)区间上已经深度拟合了,但是随着区间的增加,必须要增加项数才能“跟得上”原函数的变化。 例如区间增大到(-4,4):

x=-4:0.01:4; y1=sin(x); y2=x-power(x,3)/factorial(3)+power(x,5)/factorial(5)-power(x,7)/factorial(7); plot(x,y1,x,y2); xlabel('x') ylabel('y')

在这里插入图片描述

总结

数学是如此的奇妙!



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