Explorateur de Séries de Taylor

approximation locale avec contrôle du degré et du centre

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pourquoi Taylor est local, pas global 🖖

Un polynôme de Taylor est construit à partir des dérivées en un seul point, il capture donc la géométrie locale de la fonction à cet endroit précis. Plus loin, les mêmes coefficients peuvent cesser de bien décrire la fonction : l'erreur dépend de la régularité de la fonction, du degré et du rayon de convergence.

Reconstruire une courbe dérivée par dérivée 🖖

Cet outil reconstruit une fonction courbe à l'aide des seules additions, multiplications et puissances — les opérations qu'un processeur sait réellement exécuter. Le terme de degré 0 égale la hauteur de la fonction au centre, le degré 1 sa pente, le degré 2 sa courbure, et chaque terme supplémentaire fixe une dérivée de plus. Augmente le degré n et observe le polynôme en pointillés épouser de plus en plus la courbe pleine près du centre a.

Quand la régularité ne suffit pas 🖖

On pourrait croire qu'une fonction indéfiniment dérivable est toujours capturée par un polynôme de Taylor de degré assez élevé — ce n'est pourtant pas garanti. Le contre-exemple classique est f(x)=e−1/x² (avec f(0)=0) : toutes ses dérivées en 0 valent zéro, donc son polynôme de Taylor autour de 0 vaut 0 à tout degré, alors que la fonction est positive partout ailleurs. Ajouter des termes n'aide jamais. Être 'lisse' (toutes les dérivées existent) est plus faible qu'être 'analytique' (vraiment égale à sa propre série).

Exemples de problèmes

  • sin près de 0 - Un développement de sin de faible degré est précis près de x=0.
  • exp rapide - La série de Taylor de la fonction exponentielle converge rapidement autour de 0.
  • ln en bord de domaine - La série du logarithme perd en précision près du bord du rayon de convergence.
  • centre décalé - Changer le centre du développement améliore l'approximation locale ailleurs.