数值法分析英文解释翻译、数值法分析的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 numerical method analysis
分词翻译:
数值的英语翻译:
numerical value
【计】 value of number
【经】 numerical value; quantitative value
法的英语翻译:
dharma; divisor; follow; law; standard
【医】 method
【经】 law
分析的英语翻译:
analyze; construe; analysis; assay
【计】 parser
【化】 analysis; assaying
【医】 analysis; anslyze
【经】 analyse
专业解析
数值法分析(Numerical Analysis)是数学的一个分支,专注于设计、分析和实现使用数值近似(而非符号演算)来解决数学问题的算法。它特别关注由连续数学(如微积分、线性代数、微分方程)提出的问题的解法,这些问题往往无法求得精确的解析解,或者解析解在实际应用中难以计算。
从汉英词典角度解释其详细含义:
-
中文定义角度 (数值法分析):
- 数值: 指用数字进行表示和计算。
- 法: 指方法、算法。
- 分析: 指研究、求解。
- 综合含义: 数值法分析是研究如何利用数值计算方法(特别是基于计算机的算法)来求解数学问题(尤其是那些难以或无法获得精确解析解的问题)的科学。它关注算法的构造(如何设计有效的计算方法)、分析(算法的收敛性、稳定性、误差估计、计算复杂度)以及实现(如何在计算机上高效、准确地执行这些算法)。其核心目标是获得满足特定精度要求的近似解。它广泛应用于科学计算、工程仿真、金融建模、数据分析等领域。
-
英文定义角度 (Numerical Analysis):
- Numerical: Pertaining to numbers or numerical methods.
- Analysis: The process of studying something by examining its parts and their relationships; in mathematics, it often refers to the branch dealing with limits and related theories (calculus).
- 综合含义: Numerical analysis is the study ofalgorithms that usenumerical approximation (as opposed to symbolic manipulations) for the problems ofcontinuous mathematics (distinguished from discrete mathematics). Key aspects include:
- Developing Algorithms: Designing methods to solve problems like finding roots of equations, solving systems of linear equations, numerical integration and differentiation, solving ordinary and partial differential equations, eigenvalue problems, optimization, etc.
- Analyzing Algorithms: Investigating properties such as:
- Convergence: Does the algorithm produce a sequence of approximations that get closer to the true solution?
- Stability: Is the algorithm sensitive to small errors (like rounding errors in computation) or does it magnify them?
- Error Analysis: Quantifying the error introduced by the approximation process (truncation error) and by finite-precision arithmetic (rounding error).
- Computational Complexity: Assessing the time and memory resources required by the algorithm (e.g., Big O notation).
- Implementation: Considering practical aspects of executing these algorithms on computers, including programming, efficiency, and numerical software design. The goal is to obtainapproximate solutions to mathematical problems withcontrolled accuracy efficiently.
核心关注点与重要性:
数值法分析的核心在于处理连续问题的离散化(将无限或连续的问题转化为有限个离散数值进行计算)以及随之产生的误差(包括模型误差、离散化/截断误差、舍入误差)。它提供了一套严谨的理论和实用的工具,使得科学家和工程师能够借助计算机的强大计算能力,解决现实世界中复杂的数学模型问题,是现代科学计算和工程技术的基石之一。
权威来源参考:
- 《数值分析》教材: 如 Burden, R. L., & Faires, J. D. 所著的 Numerical Analysis 是国际上广泛使用的经典教材,系统阐述了数值法分析的理论、算法和应用。
- 数学百科全书: 如 Encyclopedia of Mathematics (由欧洲数学学会维护) 提供了关于数值分析的精确定义和概述。
- 知名大学课程页面: 世界顶尖大学(如 MIT, Stanford, Cambridge)数学系或计算机科学系开设的数值分析课程网页通常会提供该学科的权威介绍和教学大纲。
网络扩展解释
数值法分析(或称为数值分析方法)是一种通过数学近似和计算机算法来求解复杂数学问题的技术,尤其适用于无法用解析法(即精确公式)直接解决的问题。其核心思想是将连续的数学问题转化为离散的数值计算,通过迭代、逼近等方式获得近似解。以下是关键要点:
1.核心特点
- 近似性:通过有限步骤逼近真实解,而非追求精确解析解。
- 离散化:将连续问题(如微分方程)转化为离散的节点或网格进行计算。
- 计算机依赖:依赖编程和高性能计算处理大规模运算。
2.典型应用场景
- 微分方程求解:如流体力学中的纳维-斯托克斯方程。
- 线性方程组:大型矩阵运算(如有限元分析)。
- 优化问题:寻找函数极值或最优路径。
- 积分计算:高维积分或复杂函数积分。
- 随机模拟:蒙特卡罗方法用于概率统计问题。
3.常用数值方法
- 迭代法:如牛顿法解非线性方程。
- 差分法:用离散差分代替微分(如欧拉法)。
- 插值与拟合:通过数据点构建近似函数。
- 数值积分:梯形法则、辛普森法则等。
- 矩阵分解:LU分解、QR分解加速线性方程组求解。
4.误差与稳定性
- 截断误差:由近似公式简化引起(如泰勒展开的截断)。
- 舍入误差:计算机浮点数精度限制导致。
- 稳定性:算法对初始条件或计算误差的敏感程度。
5.与解析法的对比
数值法 |
解析法 |
适合复杂、无显式解的问题 |
适合简单、可推导公式的问题 |
结果为近似解 |
结果为精确解 |
依赖计算资源 |
依赖数学技巧 |
数值法分析是工程、物理、金融等领域的基石。例如,天气预报模型通过离散化大气方程预测天气,深度学习中的梯度下降也属于数值优化方法。如需深入学习,可参考《数值分析》教材或计算数学相关课程。
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