의 3차 테일러 다항식으로 를 근사하고, 라그랑주 나머지 상한 이 실제 오차를 덮는지 확인하세요.
증명 보기
의 모든 도함수는 이므로 입니다. 따라서 이고, 입니다.
테일러 정리(라그랑주 나머지)에 의해 어떤 에 대해 입니다. 이므로 입니다.
실제 오차는 으로 상한 안에 들어갑니다 — 나머지의 상한은 안전한 과대평가입니다.
테일러 근사의 오차가 갇히는 띠를 보는 씬입니다. 차수를 키우면 띠가 0으로 쪼그라듭니다.
나머지 항에는 위쪽 한계가 있습니다. 그래서 오차가 최대 얼마인지 미리 보장할 수 있습니다. 띠 안에 진짜 곡선이 항상 들어 있습니다.
예를 들면, 📏 자로 길이를 재면 오차가 최대 1mm라고 보장할 수 있어요. 테일러 나머지도 마찬가지예요. 차수를 올리면 보장되는 오차 범위가 좁아져요.
의 3차 테일러 다항식으로 를 근사하고, 라그랑주 나머지 상한 이 실제 오차를 덮는지 확인하세요.
의 모든 도함수는 이므로 입니다. 따라서 이고, 입니다.
테일러 정리(라그랑주 나머지)에 의해 어떤 에 대해 입니다. 이므로 입니다.
실제 오차는 으로 상한 안에 들어갑니다 — 나머지의 상한은 안전한 과대평가입니다.
의 나머지 상한 임을 이용해 매클로린 급수가 모든 에서 로 수렴함을 증명하세요.
의 모든 도함수는 또는 이므로 입니다. 라그랑주 나머지는 이므로 입니다.
먼저 인 경우는 자명합니다: 급수는 항등적으로 입니다 (이라 비율은 이 되므로 아래 비율 논증에서 제외합니다).
라 두고 이라 두면 입니다.
인 부터는 이므로, 에 대해 일 때 입니다 — 팩토리얼이 거듭제곱을 기하급수적으로 이깁니다.
따라서 , 즉 매클로린 급수가 모든 에서 로 수렴합니다.
가 항별 미분 가능하면 임을 증명하세요 (테일러 계수의 유일성).
가 근처에서 수렴한다고 가정합니다. 거듭제곱급수 정리에 의해 거듭제곱급수는 수렴반경 내부에서 모든 차수에 대해 항별 미분이 가능하므로, 아래에서 필요한 반복 항별 미분(임의의 에 대해 번)이 정당합니다 — 이는 가정이 아니라 인용하는 정리입니다.
번 미분하면 입니다 (인 항은 미분 과정에서 사라집니다).
를 대입하면 인 항은 때문에 모두 0이 되고, 항만 남아 , 즉 입니다 — 테일러 계수는 유일합니다.