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Matemática

Calculadora de Séries de Taylor

O polinómio de Taylor ou de Maclaurin de uma função, com cada coeficiente e quanto a aproximação erra.

Resultados

A série 1 + x + x^2 / 2 + x^3 / 6 + x^4 / 24 + x^5 / 120
k · a derivada de ordem k · k! · o coeficiente 0 1 1 1 1 1 1 1 2 1 2 0.50000000 3 1 6 0.16666667 4 1 24 0.04166667 5 1 120 0.00833333
Quanto a função vale mesmo aí 1,648721270700
Quanto a série dá aí 1,648697916670
Quanto a série erra 0,000023354033
O mesmo em proporção 0,0014 %
É uma série de Maclaurin? Sim
Quantos termos (ordem) 5

O que faz esta ferramenta

Uma série de Taylor transforma qualquer função suave num polinómio, que é o único tipo de função que um computador consegue mesmo avaliar — todos os senos que a sua calculadora alguma vez produziu vieram de uma. A ideia é simples: acertar o valor num ponto, depois o declive, depois a curvatura, depois a variação da curvatura, e por aí fora. Esta página calcula as derivadas exactamente, constrói o polinómio na forma crescente clássica com denominadores factoriais, e mostra a que distância está da função verdadeira num ponto à sua escolha.

Fórmula

f(x) ≈ Σₖ₌₀ⁿ f⁽ᵏ⁾(a) (x − a)ᵏ ÷ k! · a = 0 ⟹ Maclaurin

Variáveis

SímboloSignificadoUnidade
exprA expressão, em x
centreCentrar a série em
orderQuantos termos (ordem)
atComparar com a função em
PLA série
TBk · a derivada de ordem k · k! · o coeficiente
TVQuanto a função vale mesmo aí
AVQuanto a série dá aí
ERQuanto a série erra
EPO mesmo em proporção%
MCÉ uma série de Maclaurin?
ORQuantos termos (ordem)

Exemplo resolvido

  • A expressão, em xexp(x)
  • Centrar a série em0
  • Quantos termos (ordem)5
  • Comparar com a função em0,5
  • A série1 + x + x^2 / 2 + x^3 / 6 + x^4 / 24 + x^5 / 120
  • k · a derivada de ordem k · k! · o coeficiente0 1 1 1 1 1 1 1 2 1 2 0.50000000 3 1 6 0.16666667 4 1 24 0.04166667 5 1 120 0.00833333
  • Quanto a função vale mesmo aí1,648721270700
  • Quanto a série dá aí1,648697916670
  • Quanto a série erra0,000023354033
  • O mesmo em proporção0,0014 %
  • É uma série de Maclaurin?Sim
  • Quantos termos (ordem)5

Limitações

  • O cálculo é feito inteiramente no seu navegador. Os valores que introduz nunca são enviados para um servidor.

Perguntas frequentes

Qual é a diferença entre Taylor e Maclaurin?

Só onde a série está centrada. Uma série de Maclaurin é uma série de Taylor centrada em zero, e é essa toda a distinção — a fórmula é idêntica. O centro importa porque a aproximação é melhor perto dele e piora à medida que nos afastamos: a série da exponencial centrada em zero é excelente em x = 0,1 e inútil em x = 10. Se o ponto que lhe interessa está longe de zero, centre a série aí, e o mesmo número de termos dará muito melhor.

Porque é que o erro é às vezes grande?

Porque um polinómio de Taylor é uma aproximação local, e duas coisas pioram-na: a distância ao centro, e a função ter uma singularidade por perto. A série de 1/(1−x) centrada em zero é exactamente 1 + x + x² + … e converge só para |x| < 1 — em x = 1 falha por completo, porque a própria função rebenta ali. Acrescentar termos ajuda dentro do raio de convergência e não faz absolutamente nada fora dele. O erro mostrado compara o polinómio com a função verdadeira no ponto que escolheu, para ver isto a acontecer em vez de lho contarem.