关于泰勒多项式近似sin(1)时最小有效次数的困惑
关于泰勒多项式近似sin(1)时最小有效次数的困惑
我用了以0为中心的$f(x)=\sin(x)$的泰勒多项式:
$$\frac{1}{1!}x-\frac{1}{3!}x3+\frac{1}{5!}x5-\frac{1}{7!}x7+\frac{1}{9!}x9-\frac{1}{11!}x^{11}+...$$
把$x$替换成1之后,我一步步计算近似值:
- 仅取第一项:$\frac{1}{1!}(1)=1$
- 前两项(3次多项式):$\frac{1}{1!}(1)-\frac{1}{3!}(1)^3=0.\textbf{83333}33333...$
- 前三项(5次多项式):$\frac{1}{1!}(1)-\frac{1}{3!}(1)3+\frac{1}{5!}(1)5=0.\textbf{84166}6666...$
- 前四项(7次多项式):$\frac{1}{1!}(1)-\frac{1}{3!}(1)3+\frac{1}{5!}(1)5-\frac{1}{7!}(1)^7=0.\textbf{84146}8253...$
- 前五项(9次多项式):$\frac{1}{1!}(1)-\frac{1}{3!}(1)3+\frac{1}{5!}(1)5-\frac{1}{7!}(1)7+\frac{1}{9!}(1)9=0.\textbf{84147}10097001...$
- 前六项(11次多项式):$\frac{1}{1!}(1)-\frac{1}{3!}(1)3+\frac{1}{5!}(1)5-\frac{1}{7!}(1)7+\frac{1}{9!}(1)9-\frac{1}{11!}(1)^{11}=0.\textbf{84147}098...$
我注意到9次和11次多项式的近似值前五位小数是一致的,所以我认为9次是能满足五位小数精度要求的最小次数。
不过后续我继续计算发现,11次和13次多项式的近似值前八位小数相同,于是我回答11次是满足八位精度要求的最小次数——这个答案是对的,但9次那个却错了。这让我特别困惑,明明9次是第一个和下一个次数的近似值前五位小数一致的情况,我是不是哪一步操作或者判断出错了?
备注:内容来源于stack exchange,提问作者Ansar Al
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