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泰勒公式和Gamma函数

今天带大家玩下数学中的编程,难度可能有点大,数学不好的人请离开。 泰勒公式 大家知道泰勒公式吗?对它的理解有多深呢? 数学中,泰勒公式是一个用函数在某点的信息描述其附近取值的公式。...如果函数足够平滑的话,在已知函数在某一点的各阶导数值的情况之下,泰勒公式可以用这些导数值做系数构建一个多项式来近似函数在这一点的邻域中的值。泰勒公式还给出了这个多项式和实际的函数值之间的偏差 ?...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。 就是我不知道那函数表达式,我想通过泰勒公式来计算值。...表示f(x)的n阶导数,等号后的多项式称为函数f(x)在x0处的泰勒展开式,剩余的 ? 是泰勒公式的余项,是 ? 的高阶无穷小。 有名的泰勒级数: ? 下面咱们来用泰勒公式模拟 ? 函数 ?...()函数不知道,就是计算阶乘的 ?

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    sin() 和 cos() 等函数的简单逼近

    Programming 课程布置的作业中要自己实现 sin(),cos(),exp() 等函数。这些函数都可以使用泰勒级数来逼近,如下图所示: ?...sin() 函数的逼近 由于用泰勒级数实现比较麻烦,需要迭代很多次。又在网上找到了一个简单又快速的实现方法。简单来说就是使用一元二次方程的公式,及一些已知点的值。如下所示: ? ? ? ?...有了 sin() 函数的实现,cos() 的实现就容易多了,毕竟两者之间是有转换公式的: ?...; x += Q; if(x > PI) x -= 2 * PI; return( mysin(x)); } exp() 函数的逼近 使用下面的泰勒级数...[译]一种简单,快速,精准的sin/cos函数模拟,及as3实现 [2]. https://gist.github.com/geraldyeo/988116 [3]. exp()近似计算,exp快速算法

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    【数学基础】动图解释泰勒级数

    【阅读内容】通过构造知识联想链条和直观例子回答什么是泰勒级数,为什么需要泰勒级数,泰勒级数干了什么,如何记忆这个公式 【原文链接】 https://charlesliuyx.github.io 在遇到一个生僻的概念或者公式时...> ➜ 近似,获得一个直观理解 泰勒公式通过把【任意函数表达式】转换(重写)为【多项式】形式,是一种极其强大的函数近似工具 为什么说它强大呢?...多项式非常【友好】,三易,易计算,易求导,易积分 几何感觉和计算感觉都很直观,如抛物线和几次方就是底数自己乘自己乘几次 泰勒公式干的事情就是:使用多项式表达式估计(近似)f(x)在x=a附近的值 那么如何近似呢...首先,低次项会变为0,这样可以很方便的通过计算f(x)的n次求导的表达式,带入x=a即可得到cn的值,阶层其实是多次求导的系数 其实,某一点处的导数值信息那一点附近的函数值信息 这个直观感觉,是很重要的...如果把对cos(x)函数的处理过程一般化,泰勒展开式除余项外的部分显而易见了,下面这幅动图(由于太大,微信无法展示,只能截取一张图)就是不同项对函数的描述能力,并且扩展到 x=a 一般化的过程 ?

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    【算法】复变函数

    判断复变函数是否可导可导:u( x , y ) 和 v ( x , y ) 在点 ( x, y ) 可微, 并且在该点 满足柯西—黎曼方程。解析函数是复变函数在一个区域内可导。...幂级数 定义: 幂级数的收敛半径: 幂级数的和函数的性质: 在高等数学中,我们将一个具有 n + 1 阶导数的函数展为泰勒级数或麦 克劳林级数 .在下一节我们将解析函数...( 具有任意阶导数 ) 展为泰勒级数或麦 克劳林级数,也就是解析函数展为幂级数 . 3.泰勒级数 例1 4.洛朗级数 有些函数虽然不能表示为泰勒级数, 但是却能用含有负指数幂 的级数在某个圆环内表示...,这种含有负指数幂的级数就是下面要讨论的罗朗 级数 留数 1.解析函数的孤立奇点 1.可去奇点、极点、本性奇点 可去奇点、极点、本性奇点 分别对应罗郎展开式中无负次幂,只有有限个负次幂和无限个负次幂...义积分, 只须计算某些解析函数在孤立奇点的留数, 从而把问题大大简化, 下 面通过具体例子,说明如何利用留数计算几种特殊类型的积分 . 1.含sinx,cosx的有理分式积分 2.

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    相较神经网络,大名鼎鼎的傅里叶变换,为何没有一统函数逼近器?答案在这

    函数逼近(function approximation)是函数论的一个重要组成部分,涉及的基本问题是函数的近似表示问题。函数逼近的需求出现在很多应用数学的分支学科中,尤其是计算机科学。...(快速)傅里叶变换(FFT)可用于从均匀间隔的数据中快速计算傅里叶级数,尽管也存在非均匀 FFT。...你可以通过张量积将一维通用逼近器变为多维,但是如果将其写出来,你会看到会发生以下现象,一维通用逼近器: a0 + a1*sin(x) + b1*cos(x) + a2*sin(2x) + b2*cos...如果假设一个函数是平滑的,那么每个点都会影响域中的其他任何地方。你可以通过查看泰勒级数的收敛性来考虑这一点,随着获得越来越多的导数正确,近似值越来越接近原始函数。...我们可以通过找到用于表示的频率子集来将傅里叶变换转换为近似值。如果使用损失函数(L1)的话,这可以高效地完成。 还有网友 @visualard 总结了傅里叶变换与 CNN 的其他特征。

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    相较神经网络,大名鼎鼎的傅里叶变换,为何没有一统函数逼近器?答案在这

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    从泰勒级数说傅里叶级数

    泰勒中值定理:若函数f(x)在含有x0的某个开区间内具有直到(n+1)阶的导数,那么对于任一x∈(a,b),有: ? ζ为x0与x之间的某个值,f(x)称为n阶泰勒公式,其中: ?...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。...现在给实际演示一下,用两种不同方法表示下例函数: ? ? 计算结果: ? 源代码: syms x f1=((x.^4.*exp(x))....一个函数按泰勒展开时,基底函数取1、x2、x3而傅里叶级数展开时基底函数取1,cosx、sinx,cos2x、sin2x.....cosnx、sinnx,傅里叶级数一般情况下表示为: ?...说明傅里叶级数表达式有表示其它函数的功能,本期推文过冷水通过复习泰勒级数让大家知道级数和多项式的区别,以及级数替代函数的形式的级数类型不是唯一的。

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    级数-无穷是否无穷

    级数说到底是在研究函数,数项级数是函数项级数在x取定后的级数,而函数项级数则是等于他所对应的和函数的。...幂级数重要的地方之一在于相当多函数在某一点的值都可以换成一个幂级数来展开表达(只要在这点有任意阶导数) 这样好处是,一个不易求导的函数,可以使用幂级数展开以后,每一项分别求导数(因为(u+v)'=u'+...幂级数展开是,任意一个幂级数都可以求收敛区间然后收敛区间中的x都可以有一个级数和与其对应,即和函数S(x) 。 然而将函数进行幂级数展开,就是通过一个S(x)来找是哪个幂级数的和函数正好是S(x)。...牛顿发现了二项式以后:就给出了求任意函数积分的办法;先把函数转换成幂级数,再一项一项地算各个幂函数的值,利用积分的可叠加原理,最后再合并各项的值,就求出了该函数的积分值,这便是我上面说的泰勒公式。...泰勒展开式和傅里叶展开式本质上是一样的,对同一个空间选择了不同的基而已,泰勒展开式的基是自变量的1到n次幂,傅里叶级数的基是三角函数sinnx,cosnx。 我就不能理解整数次幂作为基这个事情。

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    看得懂的数学之美:从青年欧拉对巴塞尔问题的解法说起

    文章将解释欧拉是如何解决著名的巴塞尔问题的,看看如何用简单的 sin(x) 函数和多项式,再借助泰勒级数的强大能力,解决这个问题。 ?...泰勒级数 泰勒级数使用无限项连加的形式来表示某一函数,每一项都是由该函数在某一点的 n 阶导数计算得来。...我们可以理解为,泰勒级数采用无穷的子项去逼近某一个连续可导函数,每一个高阶导数,都是对该值的一点点逼近,最终收敛到该函数。 ? 图 6. 当泰勒级数的数目不断增加,它最终将收敛于其表示的那个函数。...图中黑色曲线代表 sin(x) 函数。其他曲线为其对应不同阶次的泰勒展开式,也就是最高次幂分别为 1,3,5,7,9,11 和 13 的多项式。...我们还记得,需要找的是逼近 sinc(πx) 立方项的系数,图 6 中的 7 个泰勒展开式具有如下形式: ? 现在方程 7 整个左边可以根据泰勒展开式表示为如下,我们需要抽取出 x 平方的系数。 ?

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    Python解决高等数学问题

    使用Python中的Sympy库解决高等数学中极限、导数、偏导数、定积分、不定积分、双重积分等问题 ---- Sympy是一个Python的科学计算库,它旨在成为功能齐全的计算机代数系统。...SymPy 包括从基本符号算术到微积分,代数,离散数学和量子物理学的功能。 它可以在 LaTeX 中显示结果。 Sympy官网 文章目录 1....ln(x),x) \displaystyle \frac{1}{x} 3.2 多元函数 求偏导问题 例如求解该函数对x的偏导和对y的偏导 \displaystyle \left(x_{1} + x_{...} + \left(- 2 x_{2} - 6\right) \left(- x_{1} x_{2} - 3 x_{1} - 3 x_{2} + 2\right) + 12 如果需要求特定点的值,我们可以通过...计算求和式summation 计算求和式可以使用sympy.summation函数,其函数原型为sympy.summation(f, *symbols, **kwargs) ** sympy.summation

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    数学|欧拉公式的简单证明

    一 什么是欧拉公式 在数学中,sin函数和cos函数是最近乎完美的周期函数,e是自然对数的底,i是数学界中唯一一个平方为负的数字,这几者一般很少有联系,而欧拉公式则很完美的将它们联系在了一起,且关系简单明了...二 欧拉公式的证明 学过高数中泰勒展开式的人应该很熟悉下面这个表达式,这是一般函数的泰勒展开式, ? 图2 一般函数的泰勒展开式 e的x次方这个函数的泰勒展开式也可以通过上述表达式得到: ?...图3 ex泰勒展开式 同理sin(x)和cos(x)的泰勒展开式如下: ? 图4 sin函数和cos函数的泰勒展开式 将sin(x)和cos(x)的泰勒展开式相加的时候会得到下面的式子: ?...观察上述式子,可以发现它已经和e的x次方的泰勒展开式相差不大了,只是有一些地方存在符号的差异,仔细观察可以发现,cos(x)的泰勒展开式中除了x的0次幂项也就是第一项和x的4的倍数次幂的项符号为正,其余为负...再次观察这个新式子,可以发现在x的奇次幂项的位置多了一个i,而这些奇次幂正好可以由sin(x)乘以i组成,得到新的泰勒展开式: ? 现在将(2)式和(3)式相加可以得到: ? ?

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    WolframAlpha

    这是我们将要涉及的内容: 基本计算 绘图函数 求解方程 解不等式 矩阵代数 计算级数和总和 求导 计算积分 求极限 其他 每当你向 WA 输入内容时,你都会获得查询的链接,这样你就可以非常轻松地分享你提出的问题和答案...一些有用的操作需要知道: 通常加法 +,减法 -,乘法 * 和除法 / 幂运算符 ^,用作 x^y,也可以用作Power[x,y] 要找到除法的余数,可以输入 x mod m 或使用 Mod[x,y...计算级数和总和 Wolfram Alpha 可以做的另一件事是计算总和和级数; 具有已知值和未知值。...要查找原函数,只需省略变量的边界即可。例如,要找到 cos(sin(x))tan(x) 的原函数,我们可以输入 Integrate[Cos[Sin[x]]Tan[x], x] 我们得到一个很长的答案。...此外,在 计算级数和总和 中我提到某个乘积可用于计算 pi/2。

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    【Python数据类型的奥秘】:构建程序基石,驾驭信息之海

    可以使用内置函数“int()”将其他类型的对象转换为整数。 浮点数(float):浮点数是带有小数部分的数字。在Python中,浮点数可以是正数、负数或零。...可以使用内置函数“complex()”将其他类型的对象转换为复数。 布尔型(bool):布尔型只有两个值,True和False。它们通常用于控制流程语句中的条件。...print(real_part) print(imag_part) 使用int()函数对复数的实部和虚部分别进行了取整操作,并分别存储在变量real_part和imag_part中。...使用 math 库中的函数可以方便地进行常见数值计算。...x = math.pi print(math.cos(x)) # 输出接近: -1.0 math.tan(x) - 计算 x 弧度的正切值。

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    从零开始学习自动驾驶系统(五)-扩展卡尔曼滤波Extend Kalman Filter

    1.泰勒级数展开 如果函数 image.png 在点 image.png 具有任意阶导数,则 称为 image.png 在点 image.png 处的泰勒级数。我们可以使用泰勒级数来逼近非线性函数。...x cos(x) 0 1 1 0.25 0.969 0.969 0.5 0.878 0.875 0.75 0.732 0.719 1.0 0.540 0.500 1.25 0.315 0.219 1.50...下图是sin(x)的函数图像以及在x=0处的一阶泰勒的函数图像,可以看到,在x=0附近,二者非常接近,一阶泰勒展开可以很好的逼近sin(x)。...线性卡尔曼滤波 (linearized Kalman filter) 线性卡尔曼滤波通过一阶泰勒级数将非线性系统(nonlinear system)线性化,从而满足标准卡尔曼滤波对于线性化的要求。...Process Noise和Measurement Noise均服从0均值的正态分布: image.png 其中函数 image.png 和h(.)都是非线性函数。

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    深度学习中的数学(一)——高等数学

    ping值可以测试网络 作用:(1)简化计算(连乘变连加;指数变乘法) (2)压缩空间 (3)鲁棒性(可以借助分类图像理解) 1.1.5 三角函数与反三角函数 余弦函数 cos x, 反余弦函数...在工程实际问题的优化设计中,所列的目标函数往往很复杂,为了使问题简化,常常将目标函数在某点邻域展开成泰勒多项式来逼近原函数,此时函数在某点泰勒展开式的矩阵形式中会涉及到黑塞矩阵。...8.7 高阶导数意义 一阶导决定增减 二阶导决定凹凸 三阶导决定偏度(以y=x^3为例理解:凸的快慢) 8.8 泰勒级数 泰勒级数用无限项连加式——级数来表示一个函数,这些相加的项由函数在某一点的导数求得...称为f(x)在点x0处的泰勒级数。...9.3 局部最优解 鞍点: 9.4 BP算法性能优化 批量 学习率 动量 Adam优化器 9.5 微分积分几何意义 十、代码 10.1 计算梯度 import torch x = torch.tensor

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    Python中的数学模块:数学和数学

    参考链接: Python中的复数3(三角函数和双曲线函数) 在日常生活中编写程序时,通常会遇到需要使用一些数学知识才能完成任务的情况。...您还可以执行非平凡的操作,例如使用factorial(x)计算数字的factorial(x) 。 阶乘是整数与所有小于它的正整数的乘积。 在处理组合和排列时,它被广泛使用。...您也可以通过使用asin(x) , acos(x)和atan(x)进行逆运算,并计算具有给定值的角度,而不用计算某个角度的三角函数的值。     您熟悉勾股定理吗?...就像三角函数一样,您可以直接计算sinh(x) , cosh(x)和tanh(x) 。 可以使用这三个值之间的各种关系来计算其余的值。...您还可以通过使用pow(x, y)计算升到y的数字x的值。 在计算幂之前,此函数将两个参数都转换为float类型。

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    傅里叶级数理论详讲&实例应用

    久久不更,更则必是大招,本期推文有理论有案例,有兴趣的读者仔细阅读。 过冷水之前有和大家讲傅里叶级数,并给出以一个函数用傅里叶级数近似的案例。本期就进一步详讲傅里叶级数。...假定一个周期为2π的函数f(x+2π)=f(x)现在计算其系数。这就需要一点灵活的数学思想来解决问题。我们对上式两边在[0,2π]范围内积分。...可得: 我们继续采用两边积分的方法求系数an、bn,对泰勒级数两边同时乘以cos(mx),然后在[0,2π]范围积分,如下: 则当m=n时:同理推bn: 许多实际问题中,函数f(x)是一个定义在有限区间...过冷水在学习过程中遇到如下一幅图,需要对该函数进行积分求值: 数值图像求积分的问题过冷水的往期推文数值计算——MATLAB数值积分原理详讲、数值优化—三种复杂函数数值积分方法实例演示都有讲。...过冷水在学习的过程中有接触到较为自己编辑傅里叶级数公式代码见从泰勒级数说傅里叶级数。 过冷水想要和大家分享的知识就这么多 如果你想了解的更多就敬请关注公众号的推文。

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