数值运算的误差估计

数值运算的误差估计,第1张

两个近似数x1与x2,其误差限分别为ε(x1)及ε(x2)。它们进行加、减、乘、除运算得到的误差限分别为

地球物理数据处理基础

更一般情况是,当自变量有误差时,计算函数值也产生误差,其误差限可利用函数的泰勒级数展开式进行估计。设f(x)是一元函数,x的近似值为x,以f(x)近似f(x),其误差限记作ε[f(x)],可用泰勒级数展开,即

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ξ介于x,x之间,对上式取绝对值得

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若ε(x)值很小,可忽略ε(x)的高阶项,于是可得到计算函数的误差限

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当f为多元函数时,如计算A=f(x1,x2,…,xn),如果x1,x2,…,xn的近似值为x1,x2,…,xn,则A的近似值为A=f(x1,x2,…,xn),于是函数值A的误差e(A),由泰勒级数展开得

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于是误差限

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而A的相对误差限为

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这里举一个简单的例子,例如测量某场地长l=110m,宽d=80m,已知|l-l|≤02m,|d-d|≤01m,试求面积S=ld的绝对误差限和相对误差限。

解: 由式(2-16)可得

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其中, 而ε(l)=02m,ε(d)=01m,于是

绝对误差限为: ε(S)≈80×02+110×01=27m2,

相对误差限为:

C=A+B C就是7加减013cm 对的
c=axb=(3+-005)(4+-008) 其实就是12+- 最大误差变量
最大误差+变量 =(3+005)x(4+008)-3x4= 0444
最大误差-变量 =(3-005)x(4-008)-3x4= -0436
所以结果=12-0436~12+0444 也就是说这个得数 介于12-0436 和12+0444 之间
实际中为了没有异议 其实一般写成12+-0444 按 误差变量的最大值的绝对值算


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