数值方法英文解释翻译、数值方法的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 numerical approach; numerical method; numerical technique
分词翻译:
数值的英语翻译:
numerical value
【计】 value of number
【经】 numerical value; quantitative value
方法的英语翻译:
means; measure; medium; method; plan; technique; way; ways and means
【计】 P; PROC
【医】 modus
【经】 means; modus; tool
专业解析
数值方法(Numerical Methods)的汉英词典释义与详解
定义(Definition)
在数学和工程领域,“数值方法”(Numerical Methods)指通过离散化近似和迭代计算求解数学问题(如方程、积分、微分方程等)的算法集合。其核心目标是为无法获得解析解(精确闭式解)的复杂问题提供数值近似解。英文对应术语为Numerical Methods 或Numerical Analysis(数值分析),强调通过计算机实现高效计算的理论与实践。
核心特征(Core Characteristics)
- 近似性:通过有限步骤逼近精确解,例如用差分代替微分(如欧拉法求解微分方程)、数值积分(如辛普森法则)替代解析积分。
- 离散化:将连续问题转化为离散节点上的代数运算,例如有限差分法(Finite Difference Method)将微分方程转为线性方程组。
- 迭代与收敛:依赖迭代算法(如牛顿迭代法求根)逐步逼近解,需验证解的收敛性与稳定性。
- 计算效率:设计低复杂度算法(如快速傅里叶变换FFT)以优化大规模计算资源消耗。
应用场景(Applications)
数值方法广泛应用于科学计算与工程实践:
- 工程仿真:有限元分析(FEA)求解结构力学问题(如汽车碰撞模拟);
- 金融建模:蒙特卡洛方法(Monte Carlo)模拟期权定价与风险评估;
- 数据分析:最小二乘法拟合实验数据,优化参数估计;
- 气候预测:偏微分方程数值解模拟大气动力学。
权威参考文献(References)
- 《数值分析》(李庆扬等,清华大学出版社):系统阐述插值法、方程求根、矩阵计算等基础数值算法。
- Atkinson, K. E. (1989). An Introduction to Numerical Analysis. Wiley.:经典教材涵盖误差分析、常微分方程数值解及并行计算。
- Society for Industrial and Applied Mathematics (SIAM):期刊 SIAM Journal on Numerical Analysis 发布前沿算法研究(链接:siam.org/journals/sinum.php)。
数值方法作为连接数学理论与工程实践的桥梁,其发展持续推动计算科学在人工智能、量子模拟等领域的突破。
网络扩展解释
数值方法是利用数学近似和计算机算法求解复杂数学问题的一类技术,尤其适用于无法通过解析方法(如公式推导)直接获得精确解的场景。以下是其核心要点:
1.基本概念
数值方法通过离散化和迭代逼近,将连续或复杂的数学问题转化为有限步骤的算术运算。例如:
- 微分方程:用差分代替微分(如欧拉法)。
- 积分计算:采用梯形法则或辛普森法近似积分值。
- 方程组求解:通过高斯消元法或迭代法(如雅可比迭代)解线性方程组。
2.典型方法
- 牛顿迭代法:用于非线性方程求根,通过切线逼近解。
- 有限差分法:将微分方程转化为差分方程,常见于流体力学模拟。
- 蒙特卡洛方法:基于随机采样求解概率或高维积分问题。
- 快速傅里叶变换(FFT):高效处理信号分析与频谱计算。
3.应用领域
- 工程学:结构力学分析、热传导模拟。
- 物理学:量子力学数值解、天体轨道计算。
- 金融学:期权定价(如Black-Scholes模型数值解)。
- 计算机图形学:光线追踪、三维建模中的数值优化。
4.优缺点
- 优势:可处理解析解不存在的问题(如大多数偏微分方程);适合计算机实现,解决大规模计算。
- 局限性:存在截断误差(近似方法导致)和舍入误差(计算机精度限制);需权衡计算成本与精度。
5.误差与稳定性
- 误差分析:数值解与真实解的偏差需通过理论估计(如泰勒展开余项)。
- 稳定性:算法对初始条件或计算步骤的敏感度,例如显式欧拉法可能因步长过大而发散。
若需深入学习,可参考《数值分析》教材或计算数学领域的专业课程,掌握具体算法的实现与优化技巧。
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