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数值分析方法

时间:2024-08-04 09:16:53浏览次数:11  
标签:误差 函数 插值 公式 求积 分析方法 数值 多项式

数值分析方法

数值方法可以用近似方法来理解

对于一些得不到解析解否则解析解计算难度太大的问题,如何用较少的计算得到相对较好(满足精度要求)的数值解、近似解。
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数值分析最基本的立足点是容许误差

例子:
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近似计算基本方法:

  1. 离散化(e.g. 数值积分)
  2. 递推法(将一个复杂的计算过程转化为简单过程的多次重复 e.g. 上面的第二个例子)
  3. 近似替代法(将无限过程的数学问题用计算机的有限次计算近似替代 e.g. 上面的第一个例子Taylor公式不可能计算无限次,必须要近似替代)

不是解析解买不起,而是数值解更有性价比

接下来会介绍最常用的数学模型的最基本的数值计算方法

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有关误差的一些基本概念

误差的来源与分类

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前两种误差和数值方法本身无关,数值方法应重点关注截断误差和舍入误差

算法稳定性的概念: 初始的小扰动迅速积累,误差呈递增走势。——不稳定的算法!
误差逐步递减, 这样的算法称为稳定的算法。

误差和误差限

绝对误差: \(\epsilon(x) = x^* - x ,其中x^*为近似值\)
可正可负可为0

准确值\(x\)一般无法确切知道,所以我们一般估计一个绝对误差的上界,\(|\epsilon(x)| \le \eta\)

标签:误差,函数,插值,公式,求积,分析方法,数值,多项式
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