舍入误差英文解释翻译、舍入误差的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 round-off error; rounding error; rounding off error
【经】 round-off error
分词翻译:
入的英语翻译:
agree with; enter; income; join
误差的英语翻译:
error
【计】 booboo; E; errors
【化】 deviation; error
【医】 error
【经】 error
专业解析
舍入误差(Rounding Error)的汉英词典式详解
一、术语定义与核心概念
舍入误差(Rounding Error)指在数值计算中,因受限于存储位数或显示精度,将无限位或较高精度的数值近似表示为有限位数字时产生的误差。其英文对应术语为Rounding Error 或Round-off Error。例如,将圆周率 π(3.1415926535...)舍入到小数点后两位(3.14)时,产生的误差为 0.0015926535...。
二、产生机制与数学表达
- 舍入规则:常用“四舍五入”原则(Round Half Up),即保留位后一位数字 ≥5 时进位。其他规则包括“向零舍入”“向下/向上取整”等。
- 数学本质:设真实值为 ( x ),舍入值为 ( hat{x} ),则舍入误差定义为:
$$
delta = |x - hat{x}|
$$
在浮点数计算中(如IEEE 754标准),该误差受尾数位数限制。
三、专业领域影响与示例
- 计算机科学:浮点数运算的累积误差可导致算法失效(如导弹轨迹计算)。
- 工程计算:有限元分析中,舍入误差可能放大结构应力结果的偏差。
- 金融系统:利息计算时多次舍入可能引发资金结算差异(如0.005元/笔的误差)。
四、权威学术定义参考
- 美国国家标准技术研究院(NIST):将舍入误差描述为“因终止或近似十进制展开而产生的误差”。
- IEEE 754浮点数标准:明确定义二进制浮点运算中的舍入方向与误差边界。
- 数值分析教材:强调其与截断误差(Truncation Error)的本质区别——后者源于离散化近似,前者源于有限精度表示。
参考文献来源(真实可访问的权威链接):
- Princeton University Computer Science: Round-off Errors
- NIST Engineering Statistics Handbook: Rounding Errors
- MIT OpenCourseWare: Financial Computing Risks
- NIST Digital Library: Round-off Error Definition
- IEEE Standard 754-2019 Documentation
网络扩展解释
舍入误差是计算过程中因数值近似表示而产生的误差。当用有限位数(如计算机存储的小数位)表示无限精确的实数时,必须对超出位数的部分进行“舍入”或“截断”,这种近似操作导致的偏差称为舍入误差。
核心特点
-
来源
源于数值的有限表示(如计算机的浮点数系统)。例如,将圆周率π存储为3.1416时,实际值与近似值的差即为舍入误差。
-
常见场景
- 科学计算:大量连续运算会累积误差,可能影响最终结果的可靠性。
- 金融计算:货币单位四舍五入到分位时,多次操作可能产生微小偏差。
-
与截断误差的区别
截断误差是因算法步骤有限导致的误差(如泰勒展开截断),而舍入误差是数值表示本身的限制。
典型案例
- 计算机浮点数:单精度浮点数仅能表示约7位有效数字,双精度约15位。例如,计算$1/3$时存储为0.3333333,误差为$0.000000033...$。
- 多次运算累积:若连续对0.0001累加10000次,理论上结果为1,但实际可能因舍入误差出现微小偏差。
减少方法
- 增加有效位数:使用双精度而非单精度。
- 调整计算顺序:避免“大数吃小数”(如先加小数再加大数)。
- 选择稳定算法:如矩阵运算中优先使用QR分解而非直接求逆。
公式示例
若真实值为$x$,舍入后的近似值为$hat{x}$,则绝对误差为:
$$
Delta x = |x - hat{x}|
$$
相对误差为:
$$
delta x = frac{Delta x}{|x|}
$$
理解舍入误差对高精度计算(如航天轨道模拟、气候模型)至关重要,需在设计算法时综合考虑精度与效率。
分类
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