■パデ近似(その7)
連分数は関数を近似するときにも有効である。
tanzの連分数から
0次近似 tanz=z
1次近似 tanz=3z/(3-z^2)
2次近似 tanz=z(15-z^2)/(15-6z^2)
が得られる。z=π/4のとき、0.9998となるが、
tanz=z+z^3/3+z^5/5ではこれよりも32倍も大きい誤差を生じる。
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誤差積分の連分数近似
∫(0,z)exp(-x^2)dx=(49140+3570z^3+739z^5)/(49140+19950z^2+2475z^4)
はz=2に対して1.2%の誤差であるが、z^9までのベキ級数展開では正しい値より110%も大きくなる
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tanzのテイラー展開は
tanz=z+z^3/3+2z^5/15+17z^7/315+62z^9/2835+・・・
tanzの連分数は
[z/1-,z^2/3-,z^2/5-,・・・]
z/(1+(az^2/(b+cx))〜z-az^3/b+acz^4/b^2
a=-1,b=3,c=0
z/(1-(z^2/(3+(az^2/(b+cx))〜z+z^3+(b-a)/9bz^5
a=-1,b=5
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tanhz={exp(z)-exp(-z)}/{exp(z)+exp(-z)}の連分数は
[z/1+,z^2/3+,z^2/5+,・・・]
{exp(z)-1}/{exp(z)+1}の連分数は
[z/2+,z^2/6+,z^2/10+,z^2/14+・・・]
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arctanzの連分数展開から連分数表現
π/4=[1/1+,1/2+,9/2+,25/2+,49/2+,・・・]
となる。
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