Чисельні методи. Лекція 2. Елементи теорії похибок

Слайд 2

Елементи теорії похибок Абсолютна та відносна похибки. Значуща цифра, число вірних

Елементи теорії похибок Абсолютна та відносна похибки. Значуща цифра, число вірних

знаків
Основні джерела похибок:
1. Похибки математичної моделі. Будь-яка задача є модель якогось явища. Будь-яка модель - це об'єкт більш простий, ніж реальний. Модель - наближений опис реального об'єкта, тобто містить похибки.
2. Похибки вихідних даних. Дані можуть виявитися неточними.
3. Похибки методу рішення. Чисельні методи замінюють завдання на близьку. Наприклад, замість інтегрування - підсумовування, замість диференціювання - обчислення звичайно різницевого ставлення і т. д. В результаті замість точного розв'язку вихідної задачі отримуємо наближене рішення отриманої задачі.
4. Похибки округлень при виконанні арифметичних операцій. В рамках чисельних методів похибки 1 та 2 вважаються непереборні.
Слайд 3

Визначення 1. Абсолютна похибка Величина називається абсолютною похибкою представлення числа X

Визначення 1. Абсолютна похибка

Величина називається абсолютною похибкою представлення числа X за

допомогою числа .
Максимально можливе значення , тобто число , яке задовольняє нерівності , називається максимальною, або граничною, абсолютною похибкою.
Слайд 4

Визначення 2. Відносна похибка Величина, яка дорівнює називається відносною похибкою представлення

Визначення 2. Відносна похибка

Величина, яка дорівнює
називається відносною похибкою представлення числа

X числом
Якщо , то число называється максимальною граничною відносною похибкою.
Слайд 5

Похибки округлення при арифметичних операціях Приклад 1. Абсолютна похибка суми Нехай

Похибки округлення при арифметичних операціях

Приклад 1. Абсолютна похибка суми
Нехай , .
Тоді

,
де
Оскільки , то
тобто граничні абсолютні помилки складаються.
Те ж саме для різниці. Граничні максимальні абсолютні похибки аналогічно складаються
Слайд 6

Похибки округлення при арифметичних операціях Відносні похибки добутку де де

Похибки округлення при арифметичних операціях

Відносні похибки добутку
де
де