网站大量收购独家精品文档,联系QQ:2885784924

《计算方法》课件1第1章.pptVIP

  1. 1、本文档共61页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
  5. 5、该文档为VIP文档,如果想要下载,成为VIP会员后,下载免费。
  6. 6、成为VIP后,下载本文档将扣除1次下载权益。下载后,不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们
  7. 7、成为VIP后,您将拥有八大权益,权益包括:VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
  8. 8、VIP文档为合作方或网友上传,每下载1次, 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等,对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
查看更多

1.2.4数据误差在运算中的传播

设x*、y*分别是初始数据x、y的近似值,即



其中,e(x*)、e(y*)分别为x*、y*的绝对误差。下面考察用x*、y*代替x、y时,函数值z=f(x,y)会产生怎样的误差。

假设e(x*)、e(y*)的绝对值都很小,而且函数z=f(x,y)可微,记此时z的近似值为z*=f(x*,y*),则有



上式可近似地表示为

(1.11)而且

(1.12)从(1.11)式容易得到,在进行数值运算时,初始数据误差与计算结果产生的误差之间有以下关系:

(1)若f(x,y)=x±y,则

(1.13)

(2)若f(x,y)=xy,则

(1.14)

(3)若,则

(1.15)从(1.12)式容易得到以下关系:

(1)若f(x,y)=x±y,则

(1.16)

(2)若f(x,y)=xy,则

(1.17)

(3)若,则

(1.18)1.3数值计算中应注意的问题

数值计算中的误差分析是一个既复杂而又不可避免的问题。为了保证数值计算结果的正确性,就必须把误差控制在比较小的范围内,也就是要求掌握误差产生、传播的规律。

可是实际上,目前尚无有效的方法对误差做出定量的估计,所以,在解决具体数值问题时,往往首先需要对该问题做出定性的分析。1.3.1算法的数值稳定性

如果在用某种算法进行数值计算过程中,舍入误差在一定条件下能够控制在一定范围内(即舍入误差的增长不会影响结果的可靠性),则称该算法是数值稳定的,否则称该算法为数值不稳定的。

例1.3对n=0,1,2,…,计算积分。

解由于取I0=ln1.2≈0.182,用如下递推公式计算:

①(n=1,2,…,8)(1.19)

得到(精确到小数点后第3位)令εn=In-I*n,则有εn=-5εn-1。可见,若从I*n-1计算I*n,其误差将以每步5倍的速度增长,从而有

这表明计算公式①是数值不稳定的。

现在换一种方案,将(1.19)式倒过来算。取I*9=0.018,得到递推公式:

②(n=8,7,…,1)



计算可得且此时

I*0≈0.182

由此可见,利用公式②得到的结果与精确值比较相近,这是因为虽然e(I*9)较大,但利用公式②计算时,每步误差将缩小为上步误差的1/5,故算法②是数值稳定的。

此例说明,在实际数值计算中,数值方法不稳定的算法是不能使用的。一个数值算法,如果对任何允许的初始值都稳定,则称此算法为无条件稳定的;若对某些初始值稳定,而对另一些初始值不稳定,则这样的算法称为条件稳定的。1.3.2避免误差危害的若干原则

数值计算中,除了要分清算法是否稳定外,还应尽量避免误差危害,防止有效数字的损失,下面给出若干原则。

1.避免两相近数相减

由(1.16)式看到,两相近的数字相减时,会将计算结果的相对误差变得很大,称此时的精度损失为相减相消。为了防止这种现象产生,最好是改变数值计算方法。例1.4求二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的两个根。

解求根x1,x2的公式为

,

若b0,且b2-4ac0,计算x1时就会产生

您可能关注的文档

文档评论(0)

酱酱 + 关注
实名认证
文档贡献者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档