Polinômios de Taylor

Cálculo de uma variável a partir dos primeiros princípios

Um polinômio de Taylor aproxima uma função complicada perto de um ponto por um polinômio simples, construído para igualar o valor, a inclinação, a curvatura e assim por diante da função, precisamente nesse ponto. Faça coincidir o suficiente destes e o polinômio acompanha a curva de perto nas imediações.

A ideia se constrói por camadas. Uma constante iguala a altura. Acrescente um termo linear e passa a igualar também a inclinação (é a reta tangente). Acrescente um termo quadrático e iguala a curvatura. Cada novo termo acerta mais uma derivada.

Arraste o número de termos na figura e observe um polinômio de ordem baixa se afastar da curva, enquanto um de ordem mais alta a acompanha ao longo de um intervalo mais amplo.

Onde isso aparece no MLA expansão de Taylor está em toda a parte na otimização. O gradiente descendente usa o termo linear (de primeira ordem) de Taylor, caminhando ao longo da inclinação. O método de Newton usa o termo quadrático, ajustando uma parábola e saltando para o seu mínimo. Toda a hierarquia de otimizadores se resume a "quantos termos de Taylor mantemos?" E linearizar uma não-linearidade perto do seu ponto de…
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