近似计算:x 很小时 (1+x)ⁿ ≈ 1 + nx
把
按 二项式定理 展开得
。当 x 很小时,
及更高次项是「小量的小量」,量级迅速衰减,可以丢弃——只保留前一两项,就得到工程上极常用的线性近似
,误差主项是被丢掉的
,随 x 平方衰减。
1 · 丢掉高次项,误差有多大
拖动 n 与 x,对照精确值
、一阶近似
与二阶近似
三者。x 越接近 0,近似越准;补上二阶项后,剩余误差会再降一个量级。
这正是泰勒展开(Taylor series)的雏形:把光滑函数在某点附近写成幂级数,只取前几项作近似。二项式定理放宽到任意实数指数后(广义二项式定理,binomial series),同一形式给出
的展开,是估算
、相对论因子等的基础工具。误差随保留项数增加而按 x 的更高次幂衰减,故仅在 |x| 较小时才可靠。
2 · 相关链接
- Binomial approximation — Wikipedia · en.wikipedia.org—— 的适用条件与误差界。
- Binomial series — Wikipedia · en.wikipedia.org——任意实数指数的广义二项式展开 。