東北工業大学 工学部情報通信工学科 中川研究室


テイラー展開



Taylor展開
東北工業大学 情報通信工学科
中川朋子

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 ある程度予想はしていましたが、期末試験の結果は悲惨なものでした。 中でもテイラー展開は目も当てられないありさまでした。 日ごろ数学で苦労しているメンバーはともかく、 数学を得意としている皆さんも壊滅に近い状態でした。

 とりあえず教科書に書いてある式を当てはめてみて、 何かやってる振りはしているけれども、 書いている本人が何をやってるのかわからない状態で、 他人が読んで意味がわかるわけがありませんよね。

 テイラー展開が何なのか、がわかってないんだな。

 基本思想を以下に説明するので、今学期 最後のチャンスと思って理解してください。

ちょっと (1.0007)15を計算してみてくださいな

 (1.0007)15、どうやって求めます?馬鹿正直に1.0007を15回掛けますか。 「俺 関数電卓あるから。」 ああそうですか。じゃあ電卓持ったまま読んでね。

0.0007 はとっても小さいから、1.0007は 1に近いよね。
てことは、1.0007を15乗しても、1の15乗に近いよね。
だから
「1.0007の15乗〜?そんなの だいたい 1 じゃん!」
これが0次近似。


「え〜それじゃあんまり
いいかげんで嫌だ」

テイラー展開は
式を簡単にする
ためにある
「1.0007の15乗〜? だいたい 1 +15かける0.0007だから、 1.0105くらいじゃん!」
っていうのがテイラー展開だよ!(1次近似)

x が0.0007みたいにとっても小さいとき
(1+x)15 を計算する代りに 1+15x を計算すればいいよ、っていうのがテイラー展開だよ。


「こんなに簡単化して
大丈夫?」


同じように x がとっても小さいとき
sin(x) の代りに ただの x を計算すればいいよ、
cos(x) の代りに 1 - 0.5 x2 を計算すればいいよ、
x がとっても1に近いとき
log(x) の代りに x-1 を計算すればいいよ、
っていうのがテイラー展開だよ。

こんなラッキーな技があるでしょうか。

続く

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