分析过程

  • 实际问题➡数学建模➡设计算法➡上机实验

    误差问题

  • 精度问题➡误差

  • 误差来源
    • 固有误差
      • 模型误差
      • 观测误差
    • 计算误差
      • 舍入误差
      • 截断误差
  • 误差计算
    • 绝对误差

【数值分析】概论 - 图1

  • 为近似值【数值分析】概论 - 图2的绝对误差
  • 但是常估计绝对值的范围

【数值分析】概论 - 图3

  • 【数值分析】概论 - 图4【数值分析】概论 - 图5的绝对误差界
  • 在工程技术上,将不等式表示成

【数值分析】概论 - 图6

  • 相对误差

【数值分析】概论 - 图7

  • 为近似值【数值分析】概论 - 图8的相对误差,无量纲,通常用百分数表示

    计算问题

  • 防止有效数字的损失

  • 相近两数相减有效数字严重损失
  • 计算机上数的表示受机器字长的限制。在一般的数值计算中,截断误差与舍入误差之间常常处于矛盾之中
  • 大数可能吃掉小数使有效数字损失
  • 主要是参与计算的数之间数量级相差太大造成的,需要注意安排计算次数,使计算始终在数量级相差不大的数之之间进行。

  • 减少计算次数

  • 即为复杂度问题
  • 讨论算法实现需要多少次乘法需要多少次加法
  • 例如秦九韶算法

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  • 避免使用不稳定的数值方法
  • 如果输入数据有扰动,计算过程中舍入误差的传播造成计算结果与真值相差甚远
  • 则称这个数值方法是不稳定的或是病态的

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