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🧮

Taylor-/Maclaurin-Reihen-Rechner

Entwickle f(x) als Taylor-Reihe um einen Punkt a (Maclaurin für a = 0) bis zu n Termen und zeige jede Ableitung, jeden Koeffizienten und das Polynom.

Gib f(x), einen Entwicklungspunkt und die Anzahl der Terme ein. Entwicklungspunkt 0 ergibt eine Maclaurin-Reihe.

Über dieses Tool

Der Taylor-/Maclaurin-Reihen-Rechner ist ein kostenloses Analysis-Werkzeug, das direkt im Browser läuft und eine Funktion f(x) als Potenzreihe um einen Entwicklungspunkt a entwickelt. Wenn a = 0 ist, ist dies die Maclaurin-Reihe. Er verwendet dieselbe symbolische Differentiationsmaschine wie das Ableitungswerkzeug, um aufeinanderfolgende Ableitungen f, f', f'', … zu berechnen, und wertet jede am Entwicklungspunkt aus, um die Koeffizienten cₖ = f⁽ᵏ⁾(a) / k! zu bilden, die das Polynom Pₙ(x) = Σ cₖ·(x − a)ᵏ ergeben.

Alles läuft lokal in deinem Browser, sodass nichts, was du eingibst, hochgeladen wird. Wähle den Entwicklungspunkt a (Standard 0) und die Anzahl der Terme n, und der Rechner gibt das vereinfachte Taylor-Polynom in aufsteigenden Potenzen zusammen mit einer Term-für-Term-Tabelle zurück, die k, den k-ten Ableitungswert f⁽ᵏ⁾(a) und dessen Koeffizient cₖ auflistet. Die Fakultät in jedem Nenner wird iterativ berechnet. Du kannst die üblichen Operatoren, ^ für Potenzen, Klammern, die Konstanten pi und e sowie Funktionen wie sin, cos, exp, ln und sqrt eingeben.

Vertraute Entwicklungen kommen direkt heraus: exp(x) um 0 ergibt 1 + x + x²/2 + x³/6 + …, sin(x) ergibt x − x³/6 + x⁵/120 − …, und 1/(1 − x) ergibt 1 + x + x² + …. Wenn die Funktion oder eine ihrer Ableitungen am gewählten Entwicklungspunkt undefiniert ist (zum Beispiel ln(x) bei a = 0), meldet das Werkzeug eine ungültige Eingabe, da die Reihe dort nicht gebildet werden kann. Das entspricht den Taylor-Reihen-Seiten von Symbolab und eMathHelp.

Häufig gestellte Fragen

Was ist der Unterschied zwischen Taylor und Maclaurin?
Eine Maclaurin-Reihe ist einfach eine Taylor-Reihe, die bei a = 0 zentriert ist. Setze den Entwicklungspunkt auf 0, und du erhältst die Maclaurin-Entwicklung; setze ihn auf einen anderen Wert a, und du erhältst die allgemeine Taylor-Reihe in Potenzen von (x − a).
Wie werden die Koeffizienten berechnet?
Das Werkzeug differenziert f symbolisch, um f, f', f'', … zu erhalten, wertet jede Ableitung am Entwicklungspunkt a aus und dividiert durch die Fakultät k!, um cₖ = f⁽ᵏ⁾(a)/k! zu bilden. Jeder Term ist cₖ·(x − a)ᵏ und sie werden zum Polynom aufsummiert.
Wie viele Terme sollte ich verwenden?
Die Anzahl der Terme n steuert, wie viele Potenzen erscheinen, vom konstanten Term bis zum Grad n − 1. Mehr Terme ergeben eine bessere Näherung in der Nähe des Entwicklungspunkts, aber ein längeres Polynom; 5 bis 8 Terme sind typisch, um eine Reihe zu veranschaulichen.
Warum erhalte ich eine ungültige Eingabe für ln(x) bei 0?
ln(x) und seine Ableitungen wachsen bei x = 0 über alle Grenzen, sodass dort keine Maclaurin-Reihe existiert. Wähle einen Entwicklungspunkt innerhalb des Definitionsbereichs der Funktion — entwickle zum Beispiel ln(x) um a = 1 — und der Rechner erzeugt die Reihe.

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