x)/(1×2×3×4×5)在同一平面直角坐标系内]
[插图:y=sinx与y=s<7>(x)=+x/1-(x×x×x)/(1×2×3)+(x×x×x×x×x)/(1×2×3×4×5)-(x×x×x×x×x×x×x×x)/(1×2×3×4×5×6×7)在同一平面直角坐标系内]
「喔……原来如此。学长,我不懂将sinx以幂级数表现是什么意思,虽然我能理解用『微分的规则』导出式子,但是会有种『所以呢?』的感觉。不过看到这张图,k变大之后sk(x)会接近sinx就懂了,这样慢慢贴近正弦函数的样子好可爱。」
「是啊。」
「那、那个……学长。虽然我不太会说,那个sinx……就只是个名称吧,只是将某个函数以sinx表示而已,泰勒展开式也是将同样的函数以幂级数的形式表现。就『sinx』与『幂级数』来说,虽然看起来相当不一样,但是函数的性质没有改变,所以,变成幂级数的形式会相当方便。唔……不好意思我不太会表达。」
「不,不会不会,蒂蒂,你真的很厉害,能清楚地了解本质,就是这样,在要研究函数的时候,能将函数以泰勒展开式的形式展开,可以在比较方便的多项式延长线上进行研究,例如能像刚才一样思考的话会非常有用,因为是无限次所以必须特别注意演算,可是改用幂级数就会十分方便,话说回来,解斐波那契数列和卡塔兰数的时候,用的生成函数也是幂级数。」
「……总觉得好像我在学校上课听讲时,都会去注意比较细微的地方。而不了解整体概要,所以对于要学什么及正在做什么都感到一片混乱。不过学长的话正好相反,细微的地方……就好像之后再让我自己补充一样快速略过,但是对于为什么和正在做什么这种大方向却很明白。」
「嗯~~不是这样,是因为蒂蒂的理解能力……」
「就是这样!」
蒂蒂打断了我要说的话。
「就是这样,学长,就像刚刚我完全不懂微分、幂级数和泰勒公式展开式这些词也是第一一次听到,不过我却懂了,用了泰勒展开式就能像普通的多项式一样研究函数,虽然要我一个人做可能还不行……不过将困难的函数变成无穷多项式——幂级数——xk的无限和的方法,我已经能掌握了。」
蒂蒂将拳头紧握在胸前。
「我想我不会忘记今天学长教过我的泰勒展开式,今天的我已经确实记下来了,当要研究函数的时候就『用泰勒展开式试试看吧』,这都是学长的功劳……」
她的目光突然从我的脸上移开,转向桌上的图表用纸,蒂蒂的脸上不知为何染上一抹嫣红。
「所以……所以……虽然我很抱歉浪费学长的宝贵时间,不过我很喜欢听学长说话,非常地喜欢。学长,我……」
蒂蒂边说边抬起头,看着我毅然说:
「……我一辈子都不会忘记学长教过我的泰勒展开式!」
9.4自家
夜晚。
我在自己的房间看着从村木老师那里拿来的卡片,设定给我的如下。
问题9-2
若以下无穷级数收敛则求其值,若非收敛则说明之。
Σ<k=1到∞,1/k<平方>>
首先先将Σ具体写出来,抓住式子的感觉。
Σ<k=1到∞,1/k<平方>>=1/1<平方>+1/2<平方>+1/3<平方>+1/4<平方>+1/5<平方>+……
虽然想进行下一步,不过似乎不是那么容易就能找到方法,先计算数值,也就是说,并非计算这个无穷级数,而是将这个的部分和以具体的n代入计算,白天都在注意蒂蒂的卡片,所以只计算到一半,先硬算看看。
Σ<k=1到1,1/k<平方>>=1/1<平方>=1
Σ<k=1到2,1/k<平方>>=1+1/2<平方>=1.25
Σ<k=1到3,1/k<平方>>=1.25+1/3<平方>=1.3611……
Σ<k=1到4,1/k<平方>>=1.3611……+1/4<平方>=1.423611……
Σ<k=1到5,1/k<平方>>=1.423611……+1/5<平方>=1.463611……
Σ<k=1到6,1/k<平方>>=1.463611……+1/6<平方>=1.491388……
Σ<k=1到7,1/k<平方>>=1.491388……+1/7<平方>=1.511797……
Σ<k=1到8,1/k<平方>>=1.511797……+1/8<平方>=1.527422……
Σ<k=1到9,1/k<平方>>=1.527422……+1/9<平方>=1.539767……
Σ<k=1到10,1/k<平方>>=1.539767……+1/10<平方>=1.549767
嗯,还是不懂,画图看看吧。