泰勒公式一直是高数的难点部分,需要耐心学习
泰勒公式,也称泰勒展开式。是用一个函数在某点的信息,描述其附近取值的公式。如果函数足够平滑,在已知函数在某一点的各阶导数值的情况下,泰勒公式可以利用这些导数值来做系数,构建一个多项式近似函数,求得在这一点的邻域中的值
简单来讲就是用一个多项式函数去逼近一个给定的函数(即尽量使多项式函数图像拟合给定的函数图像),注意,逼近的时候一定是从函数图像上的某个点展开。如果一个非常复杂函数,想求其某点的值,直接求无法实现,这时候可以使用泰勒公式去近似的求该值,这是泰勒公式的应用之一。泰勒公式在机器学习中主要应用于梯度迭代。
1. 问题的提出
多项式 是最简单的一类初等函数。关于多项式,由于它本身的运算仅是有限项加减法和乘法,所以在数值计算方面,多项式是人们乐于使用的工具。因此我们经常用多项式来近似表达函数。这也是为什么泰勒公式选择多项式函数去近似表达给定的函数。
2. 近似计算举例
初等数学已经了解到一些函数如: 的一些重要性质,但是初等数学不曾回答怎样来计算它们,以 f(x) = 的近似计算为例:
①. 一次(线性)逼近
利用微分近似计算公式 f(x) f() + ()(x - ) (该式由导数/微分的极限表达公式转换得到),对 = 0 附近的 f(x) 的线性逼近为: f(x) f(0) + (0) x , 所以 f(x) = 1,所以 f(x) 在 = 0 附近的线性逼近函数 (x) = 1,如下图:
线性逼近优点:形式简单,计算方便;缺点:离原点O越远,近似度越差。
②. 二次逼近