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04 // Interaktives Formel-Kompendium // FORMELSAMMLUNGEN ZU ANALYSIS, REIHEN & ALGEBRAf(x) = Σ_{k=0..∞} [ f⁽ᵏ⁾(a) / k! ] · (x − a)ᵏ

Taylor- & Maclaurin-Reihenentwicklung — Polynom-Näherung

Stellt eine beliebig oft differenzierbare Funktion f(x) in der Nähe einer Entwicklungsstelle x = a als unendliche Potenzreihe ihrer Ableitungen dar.

Formelübersicht
Hauptformel
f(x) = Σ_{k=0..∞} [ f⁽ᵏ⁾(a) / k! ] · (x − a)ᵏ
Umgestellte Formen
eˣ = 1 + x + x²/2! + x³/3! + x⁴/4! + … (Maclaurin at a = 0)
sin(x) = x − x³/3! + x⁵/5! − x⁷/7! + …
R_n(x) = [ f⁽ⁿ⁺¹⁾(ξ) / (n + 1)! ] · (x − a)ⁿ⁺¹ (Lagrange Remainder)
Variablen & Einheiten
Variablen & Einheiten — Taylor & Maclaurin Series Expansion Formula — Polynomial Approximation
SymbolNameUnit
P_n(x)n-th Order Maclaurin Approximation of eˣdimensionless
xEvaluation Input (x)1
nPolynomial Degree (n terms)integer
Eingaben & Parameter
[1]
[integer]
Berechnetes Ergebnis (n-th Order Maclaurin Approximation of eˣ)
P_n(x) =2.716667dimensionless

Formelhinweise & Herleitung

  • Require an n-th degree polynomial P_n(x) = c₀ + c₁(x−a) + c₂(x−a)² + … to match f(x) and its first n derivatives at x = a.
  • Differentiating k times and evaluating at x = a eliminates all lower terms and leaves P_n⁽ᵏ⁾(a) = k! · c_k = f⁽ᵏ⁾(a).
  • Solving for c_k yields c_k = f⁽ᵏ⁾(a) / k!, and applying the Mean Value Theorem n + 1 times produces the Lagrange error bound.

Durchgerechnete Beispiele

#1: Approximate e¹ using a 5th-degree Maclaurin polynomial (k = 0 to 5).
x = 1n = 5f⁽ᵏ⁾(0) = 1 for all k
P₅(1) = 1 + 1 + 1/2 + 1/6 + 1/24 + 1/120
→ P₅(1) = 2.71667 (exact e = 2.71828, error = 0.00161)
#2: Approximate sin(0.5 rad) using the cubic Taylor polynomial x − x³/6.
x = 0.5 radn = 3
P₃(0.5) = 0.5 − (0.5)³ / 6 = 0.5 − 0.125 / 6
→ 0.47917 (exact sin(0.5) = 0.47943)
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Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Wie berechnet man Taylor- & Maclaurin-Reihenentwicklung — Polynom-Näherung mit diesem Online-Werkzeug?+

Geben Sie Ihre bekannten Größen ein oder bewegen Sie die Regler, um Taylor- & Maclaurin-Reihenentwicklung — Polynom-Näherung nach der Gleichung f(x) = Σ_{k=0..∞} [ f⁽ᵏ⁾(a) / k! ] · (x − a)ᵏ sofort im Browser zu berechnen. Stellt eine beliebig oft differenzierbare Funktion f(x) in der Nähe einer Entwicklungsstelle x = a als unendliche Potenzreihe ihrer Ableitungen dar.

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