【Excel函數30】SERIESSUM 計算級數展開的進階工具,用冪級數求近似值、工程分析

更新 發佈閱讀 4 分鐘

SERIESSUM 函數是 Excel 中用來計算「冪級數展開」的進階數學工具。它可根據指定的基底值、初始冪次、遞增冪次與係數陣列,計算出一組多項式的總和。這種運算常見於數學建模、工程近似、統計分析等場景。

一、SERIESSUM 函數語法與用途:計算冪級數展開的基礎工具

語法:

=SERIESSUM(x, n, m, 係數陣列)
  • x:基底值(自變數)
  • n:初始冪次
  • m:每項冪次的遞增值
  • 係數陣列:一組常數,用於乘上每項冪次的結果

SERIESSUM 函數會依照公式:

=係數1*x^n + 係數2*x^(n+m) + 係數3*x^(n+2m) + ...

逐項計算並加總,適合用於多項式近似與級數展開。

二、SERIESSUM 函數範例:多場景應用教學

範例一:計算簡單多項式展開

=SERIESSUM(2, 0, 1, {1, 2, 3})

結果為:1×2⁰ + 2×2¹ + 3×2² = 1 + 4 + 12 = 17

範例二:模擬三項式近似(例如函數近似)

=SERIESSUM(1.5, 1, 2, {0.5, -0.3, 0.1})

計算:0.5×1.5¹ + (-0.3)×1.5³ + 0.1×1.5⁵

範例三:使用儲存格參照作為係數陣列

=SERIESSUM(A1, B1, C1, D1:D4)

A1 為基底值,B1 為初始冪次,C1 為遞增冪次,D1:D4 為係數陣列。

範例四:建立泰勒級數近似(例如 sin(x))

=SERIESSUM(x, 1, 2, {1, -1/6, 1/120, -1/5040})

模擬 sin(x) 的前四項展開(x 為角度或弧度)

範例五:工程模型中的非線性近似

=SERIESSUM(0.8, 0, 1, {1, 0.5, 0.25, 0.125})

模擬遞減係數的非線性響應模型

三、SERIESSUM 函數注意事項與錯誤排除

  • 係數陣列必須為數值型別,且為一維陣列(橫列或直列皆可)
  • 若 x 為文字或空白,公式會回傳錯誤
  • 初始冪次與遞增冪次必須為整數,否則可能導致錯誤或非預期結果
  • SERIESSUM 適合用於有限項級數展開,不支援無窮級數
  • 若需進行函數近似,請確認展開項數足夠,並注意誤差累積

四、常見問題解答(FAQ)

Q1:SERIESSUM 可以用來模擬函數嗎? 可以,例如使用泰勒展開模擬 sin(x)、cos(x)、ln(x) 等函數。

Q2:SERIESSUM 可以搭配儲存格參照嗎? 可以,x、n、m、係數陣列都可使用儲存格參照。

Q3:SERIESSUM 可以處理負冪次嗎? 可以,只要初始冪次或遞增冪次為負數,公式會自動計算 x 的負次方。

五、進階技巧與延伸應用

SERIESSUM 是級數展開的進階工具,進一步你可以學習:

  • EXP、LN、SIN 函數:搭配 SERIESSUM 模擬函數近似
  • IF + SERIESSUM:根據條件選擇不同展開模型
  • NAMED RANGE:建立可重複使用的係數陣列
  • CHART + SERIESSUM:繪製級數近似曲線,適合工程與統計分析

這些技巧適合用在數學建模、工程模擬、統計預測等進階場景。

六、結語與延伸閱讀推薦

SERIESSUM 函數是 Excel 中少見但強大的級數展開工具,適合用在多項式近似、函數模擬、工程分析等情境。學會 SERIESSUM 後,你可以進一步探索:

  • [EXP 函數教學:自然指數運算的基礎工具]
  • [LN 函數教學:自然對數的計算方法]
  • [SIN 函數教學:三角函數運算與應用]
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蝦仁藥師_臨床輕鬆學的沙龍
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哈囉~!這裡主要在分享醫療知識,還有記錄下學習程式語言的各種筆記,偶爾穿插一些個人的淺見與有趣分享,希望大家都可以在這邊得到有用的資訊~!
2025/10/04
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