Математика

Экспонента: ряд Тейлора и граница ошибки

Считает частичную сумму ряда exp(x), абсолютную ошибку и теоретическую верхнюю границу остатка.

∑быстрый расчёт
онлайн
Введите данные
Данные не отправляются на сервер
Результат
Частичная сумма ряда2,718282
Точное exp(x)2,7183
Абсолютная ошибка2,7313E-8
Верхняя граница остатка6,8099E-8
Формула

Как считается результат

Полином Tn(x)=Σ(k=0…n)x^k/k! содержит n+1 слагаемое, включая единицу. По остатку Лагранжа |exp(x)−Tn(x)|≤exp(max(0,x))|x|^(n+1)/(n+1)!, поскольку производные экспоненты равны ей самой на интервале от 0 до x.
Пример с тестовыми данными

Аргумент x: 1; Степень полинома n: 10

Частичная сумма ряда: 2,718281801; Точное exp(x): 2,718281828; Абсолютная ошибка: 2,731266058E-8; Верхняя граница остатка: 6,809869099E-8
О расчёте

Как пользоваться
калькулятором

Считает частичную сумму ряда exp(x), абсолютную ошибку и теоретическую верхнюю границу остатка.

Полином Tn(x)=Σ(k=0…n)x^k/k! содержит n+1 слагаемое, включая единицу. По остатку Лагранжа |exp(x)−Tn(x)|≤exp(max(0,x))|x|^(n+1)/(n+1)!, поскольку производные экспоненты равны ей самой на интервале от 0 до x.

  1. 01
    Подготовьте данные

    Используйте исходные величины именно для рассматриваемого случая: аргумент x; степень полинома n.

  2. 02
    Проверьте единицы и условия

    Аргумент от −5 до 5, степень от нуля до двадцати. Теоретическая граница не включает ошибку double; показанная численная разность при очень высокой точности может быть нулевой или превышать крошечную оценку остатка. Это изучение приближения, не замена библиотечной exp в приложениях.

  3. 03
    Прочитайте результат

    Граница — гарантированная оценка ошибки усечения в точной арифметике, обычно не совпадает с фактической ошибкой. Для отрицательного x ряд знакопеременный; большая степень может усиливать влияние взаимного вычитания и машинного округления.

Подробное объяснение

Как читать результат

Расшифровка показателей, пример вычисления и ограничения метода — без лишних терминов.

01

Что означают результаты

Граница — гарантированная оценка ошибки усечения в точной арифметике, обычно не совпадает с фактической ошибкой. Для отрицательного x ряд знакопеременный; большая степень может усиливать влияние взаимного вычитания и машинного округления.

02

Когда модель применима

Аргумент от −5 до 5, степень от нуля до двадцати. Теоретическая граница не включает ошибку double; показанная численная разность при очень высокой точности может быть нулевой или превышать крошечную оценку остатка. Это изучение приближения, не замена библиотечной exp в приложениях.

Разбор по шагам

Пример расчёта

Пример 1
Исходные данные
Аргумент x: 1; Степень полинома n: 10
Вычисление
Полином Tn(x)=Σ(k=0…n)x^k/k! содержит n+1 слагаемое, включая единицу. По остатку Лагранжа |exp(x)−Tn(x)|≤exp(max(0,x))|x|^(n+1)/(n+1)!, поскольку производные экспоненты равны ей самой на интервале от 0 до x. Частичная сумма ряда: после вычисления по описанной формуле получаем 2,718281801. Точное exp(x): exp((1)) = 2,718281828. Абсолютная ошибка: после вычисления по описанной формуле получаем 2,731266058E-8. Верхняя граница остатка: exp(((1)+abs((1))) ÷ 2) × abs((1))^((10)+1) ÷ ((10)+1)! = 6,809869099E-8.
Результат
Частичная сумма ряда: 2,718281801; Точное exp(x): 2,718281828; Абсолютная ошибка: 2,731266058E-8; Верхняя граница остатка: 6,809869099E-8

Граница — гарантированная оценка ошибки усечения в точной арифметике, обычно не совпадает с фактической ошибкой. Для отрицательного x ряд знакопеременный; большая степень может усиливать влияние взаимного вычитания и машинного округления.

Пример 2
Исходные данные
Аргумент x: 0; Степень полинома n: 10
Вычисление
Частичная сумма ряда: после вычисления по описанной формуле получаем 1. Точное exp(x): exp((0)) = 1. Абсолютная ошибка: после вычисления по описанной формуле получаем 0. Верхняя граница остатка: exp(((0)+abs((0))) ÷ 2) × abs((0))^((10)+1) ÷ ((10)+1)! = 0.
Результат
Частичная сумма ряда: 1; Точное exp(x): 1; Абсолютная ошибка: 0; Верхняя граница остатка: 0

Этот вариант использует другие исходные данные: Аргумент x — 0. Граница — гарантированная оценка ошибки усечения в точной арифметике, обычно не совпадает с фактической ошибкой. Для отрицательного x ряд знакопеременный; большая степень может усиливать влияние взаимного вычитания и машинного округления.

Формула и обозначения

Полином Tn(x)=Σ(k=0…n)x^k/k! содержит n+1 слагаемое, включая единицу. По остатку Лагранжа |exp(x)−Tn(x)|≤exp(max(0,x))|x|^(n+1)/(n+1)!, поскольку производные экспоненты равны ей самой на интервале от 0 до x.

argument — аргумент x.

degree — степень полинома n.

Практическое применение

Считает частичную сумму ряда exp(x), абсолютную ошибку и теоретическую верхнюю границу остатка. Полином Tn(x)=Σ(k=0…n)x^k/k! содержит n+1 слагаемое, включая единицу. По остатку Лагранжа |exp(x)−Tn(x)|≤exp(max(0,x))|x|^(n+1)/(n+1)!, поскольку производные экспоненты равны ей самой на интервале от 0 до x.

Граница — гарантированная оценка ошибки усечения в точной арифметике, обычно не совпадает с фактической ошибкой. Для отрицательного x ряд знакопеременный; большая степень может усиливать влияние взаимного вычитания и машинного округления.

Частые ошибки

Используйте исходные величины именно для рассматриваемого случая: аргумент x; степень полинома n.

Аргумент от −5 до 5, степень от нуля до двадцати. Теоретическая граница не включает ошибку double; показанная численная разность при очень высокой точности может быть нулевой или превышать крошечную оценку остатка. Это изучение приближения, не замена библиотечной exp в приложениях.

Источники и допущения

Основание расчёта

Метод, правило или ставка сверены с указанным источником. Последняя проверка этой реализации: 2026-09-30.

NIST DLMF: определение и степенной ряд экспоненты ↗
Коротко о главном

Вопросы
и ответы

Что показывает «частичная сумма ряда»?+

Граница — гарантированная оценка ошибки усечения в точной арифметике, обычно не совпадает с фактической ошибкой. Для отрицательного x ряд знакопеременный; большая степень может усиливать влияние взаимного вычитания и машинного округления.

Как проверить расчёт на конкретном примере?+

Аргумент x: 1; Степень полинома n: 10. Частичная сумма ряда: 2,718281801; Точное exp(x): 2,718281828; Абсолютная ошибка: 2,731266058E-8; Верхняя граница остатка: 6,809869099E-8. Полином Tn(x)=Σ(k=0…n)x^k/k! содержит n+1 слагаемое, включая единицу. По остатку Лагранжа |exp(x)−Tn(x)|≤exp(max(0,x))|x|^(n+1)/(n+1)!, поскольку производные экспоненты равны ей самой на интервале от 0 до x.

Какие ограничения есть у метода?+

Аргумент от −5 до 5, степень от нуля до двадцати. Теоретическая граница не включает ошибку double; показанная численная разность при очень высокой точности может быть нулевой или превышать крошечную оценку остатка. Это изучение приближения, не замена библиотечной exp в приложениях.

Можно ли изменить исходные данные и сравнить варианты?+

Да. Граница — гарантированная оценка ошибки усечения в точной арифметике, обычно не совпадает с фактической ошибкой. Для отрицательного x ряд знакопеременный; большая степень может усиливать влияние взаимного вычитания и машинного округления. Сравнивайте варианты в одинаковых единицах и при неизменных допущениях: Аргумент от −5 до 5, степень от нуля до двадцати. Теоретическая граница не включает ошибку double; показанная численная разность при очень высокой точности может быть нулевой или превышать крошечную оценку остатка. Это изучение приближения, не замена библиотечной exp в приложениях.