數學新視野:從牛頓-萊布尼茲公式推導出泰勒級數

2021-01-07 電子通信和數學

泰勒級數是關於函數在某個點的的級數展開。一維泰勒級數是關於一個點 的實函數的展開,由f(x)=a我們得到

如果a = 0,則擴展為著名的Maclaurin級數。

泰勒定理(實際上是格雷戈裡首先發現的)指出,滿足某些條件的任何函數都可以表示為泰勒級數

常見的一些泰勒級數包括

為了推導函數f(x)的泰勒級數,請注意f(x)的(n+1)導數f(n+1)從點x0到任意點x的積分為

其中f^(n) (x0)是f(x)在x0處的n階導數,因此它是一個常數。現在第二次積分得到

f^(k) (x0)也是一個常數。第三次積分,

一直到n+1個積分,然後得到

重新排列,然後得到一維泰勒級數

這裡,Rn是一個餘數項,稱為拉格朗日餘項,由

重寫重積分,然後給出

現在,根據函數g(x)的中值定理,

對於[x0,x]中的某個x*。因此,對n+1次積分就得到了結果

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