数值计算英文解释翻译、数值计算的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 numerical calculation; numerical evaluation
相关词条:
1.numericalcomputation 2.numericalevaluation 3.numericalcalculus
分词翻译:
数的英语翻译:
a few; count; enumerate; fate; frequently; list; number; numeral; numeric
reckon; repeatedly; serveral
【计】 crossing number; N
【医】 number
【经】 number
值计的英语翻译:
estimation
算的英语翻译:
calculate; reckon; count; in the end; include; let it go; plan; consider
专业解析
数值计算(Numerical Computation)指利用数学近似方法,通过计算机求解数学问题(尤其是连续数学问题)的过程。其核心在于将无法直接获得解析解(精确公式解)的复杂问题(如微分方程、积分、大型线性方程组等),转化为一系列离散的算术运算步骤,通过迭代或逼近算法获得满足精度要求的近似解。
核心概念与特点
- 离散化与近似:将连续变量(如时间、空间)离散为有限个点,用有限精度的浮点数表示实数,通过近似算法(如差分代替微分、数值积分代替解析积分)构建可计算的模型。
- 迭代与收敛:许多数值方法(如牛顿法、共轭梯度法)通过迭代过程逐步逼近真实解,收敛性(能否逼近)和收敛速度(逼近快慢)是关键指标。
- 误差分析:数值解必然存在误差,包括舍入误差(计算机有限精度引起)、截断误差(模型离散化引起)等。评估和控制误差是数值计算的核心任务。
- 算法稳定性:指算法对初始数据微小扰动或计算过程中舍入误差的敏感程度。不稳定的算法可能导致结果严重失真。
主要应用领域与方法
- 方程求解:线性方程组(高斯消元、迭代法)、非线性方程(牛顿法、二分法)、微分方程(有限差分法、有限元法、龙格-库塔法)。
- 数值积分与微分:求函数定积分(梯形法、辛普森法、蒙特卡洛法)、数值微分。
- 最优化问题:寻找函数最小值或最大值(梯度下降法、线性规划)。
- 矩阵计算:特征值/特征向量求解(QR算法)、矩阵分解(LU分解、SVD分解)。
重要性
数值计算是科学计算、工程仿真、金融建模、数据分析、人工智能(如训练神经网络涉及大量矩阵运算和梯度计算)等领域的基石,使得解决现实世界中复杂的数学模型成为可能。
权威参考来源:
- 《Numerical Recipes: The Art of Scientific Computing》 (William H. Press et al.) - 经典数值算法教材,详细阐述原理与实现。参考书中相关章节。
- 美国国家标准与技术研究院 (NIST) 数学库文档:提供高可靠性数值算法标准及指南 (https://math.nist.gov/)。
- Society for Industrial and Applied Mathematics (SIAM) 期刊与书籍:如《SIAM Journal on Scientific Computing》,发布前沿数值方法研究。参考其出版物。
网络扩展解释
数值计算是指通过数学方法和计算机技术,用近似数值求解数学问题的过程。其核心是用离散化的数字运算替代连续数学模型的解析解,主要应用于无法直接获得精确解的复杂问题。以下是详细解释:
一、基本概念
- 本质:将数学模型转化为可执行的数值算法,通过迭代、逼近等方式获得近似解。
- 与符号计算的区别:不同于符号运算(如代数化简),数值计算强调具体数值结果的生成。
二、核心特点
- 离散化处理:将连续问题(如微分方程)转化为离散节点上的计算
- 误差控制:
- 截断误差(算法近似导致)
- 舍入误差(计算机精度限制)
- 稳定性要求:计算结果对初始条件微小变化不敏感
三、常用方法
- 方程求解:牛顿迭代法、二分法
- 线性代数:高斯消元法、共轭梯度法
- 微分方程:欧拉法、龙格-库塔法
- 积分计算:辛普森法则、蒙特卡洛积分
四、典型应用
- 工程领域:结构应力分析(如有限元法)
- 金融建模:期权定价的Black-Scholes方程数值解
- 气象预测:大气动力学方程求解
五、注意事项
- 算法选择需平衡精度与计算成本
- 需验证收敛性(数值解是否趋近理论解)
- 注意病态问题(如矩阵条件数过大的线性方程组)
数值计算是现代科学计算的基石,在MATLAB、Python(NumPy/SciPy库)等工具中广泛应用。实际运用时建议结合具体问题选择算法,并始终关注误差分析。
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