程序问答   发布时间:2022-06-01  发布网站:大佬教程  code.js-code.com
大佬教程收集整理的这篇文章主要介绍了在python中通过其泰勒级数实现cos(x)大佬教程大佬觉得挺不错的,现在分享给大家,也给大家做个参考。

如何解决在python中通过其泰勒级数实现cos(X)

开发过程中遇到在python中通过其泰勒级数实现cos(X)的问题如何解决?下面主要结合日常开发的经验,给出你关于在python中通过其泰勒级数实现cos(X)的解决方法建议,希望对你解决在python中通过其泰勒级数实现cos(X)有所启发或帮助;

我必须使用其泰勒级数在 python 中实现余弦函数。我必须打印它的值以及下面 Listt 中所有值的绝对和相对误差。这是我尝试过的:

import math

def Expression(x,k):
   return (-1)**k/(math.factorial(2*k))*(x**(2*k))
pi=math.pi
Listt=[0,pi/6,pi/4,pi/3,pi/2,(2*pi)/3,(3*pi)/4,(5*pi)/6,pi]
sum=0
for x in Listt:
   k=0
   relative_error=1
   while relative_error>10**(-15):
       sum+=Expression(x,k)
       absolute_error=abs(math.cos(X)-sum)
       relative_error=absolute_error/abs(math.cos(X))
       k+=1
    print("%.20f"%x,'\t',"%.20f"%sum,"%.20f"%math.cos(X),"%.20f"%absolute_error,"%.20f"%relative_error )

然而,这会产生巨大的错误。原因可能是我执行了所有这些减法。但是,我不知道如何避免它们。我在为负 x 计算 e^x 时遇到了同样的问题,但是如果 x 为负,我只是计算了 e^(-X),然后我可以写出 e^x=1/e^(-X)。这里有类似的技巧吗?
另外请注意,我的 while 是无限的,因为相对误差总是很大。

解决方法

致命错误:您将 sum=0 设置在测试点的循环之外。您需要为每个测试点重置它。如果您将近似余弦计算设为单独的函数,则可以轻松避免此错误。


通过乘以前一项的商来计算级数的项总是一个更好的主意。这避免了阶乘的计算以及它的增长可能产生的所有困难。

也就是说,项的增长与指数级数的增长相同,因此最大的项是 2*k 约为 |x|。对于不应该过大的给定点。

准确地说,余弦部分和的误差小于下一项,因为序列是交替的。 2*k 的度 |x|<=4 项具有近似界限,使用斯特林公式计算阶乘,

4^(4*k)/(4*k/E)^(4*k) = (e/k)^(4*k) < (3/k)^(4*k)

其中 k=6 给出了 2^(-24) ~ 10^(-7) 的上限。因此,测试值应该没有灾难性的错误。

另见Calculate maclaurin series for sin using C、Issue with program to approximate sin and cosine values、Sine calculation with Taylor series not working

大佬总结

以上是大佬教程为你收集整理的在python中通过其泰勒级数实现cos(x)全部内容,希望文章能够帮你解决在python中通过其泰勒级数实现cos(x)所遇到的程序开发问题。

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