Séries de Taylor Chave

Cálculo de uma variável a partir dos primeiros princípios

Há um punhado de séries de Taylor que aparecem com tanta frequência que vale a pena sabê-las de cor. Reconhecê-las permite expandir, aproximar e simplificar à primeira vista, sem voltar a deduzir os coeficientes de cada vez.

Repara nos padrões: eˣ usa todas as potências, cada uma dividida por um fatorial; sin usa apenas potências ímpares (é uma função ímpar) e cos apenas pares; a série geométrica 1/(1−x) é simplesmente todas as potências com coeficiente 1.

Uma série só iguala a sua função dentro de um raio de convergência. Para eˣ, sin e cos o raio é infinito; funcionam para todo o x. Mas 1/(1−x) e ln(1+x) só convergem para |x| < 1; ultrapassa esse limite e a série diverge para algo sem sentido.

Onde isto aparece no MLEstas séries são a espinha dorsal em forma fechada de incontáveis deduções em ML. O softmax e o log-sum-exp assentam na série de eˣ; a série geométrica 1/(1−γ) dá o valor de um fluxo infinito de recompensas descontadas na aprendizagem por reforço; e ln(1+x) aparece em log-verosimilhanças e em implementações estáveis como o log1p. Reconhecer a série é a forma como se simplificam estas expressões à…
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