數值法分析英文解釋翻譯、數值法分析的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【計】 numerical method analysis
分詞翻譯:
數值的英語翻譯:
numerical value
【計】 value of number
【經】 numerical value; quantitative value
法的英語翻譯:
dharma; divisor; follow; law; standard
【醫】 method
【經】 law
分析的英語翻譯:
analyze; construe; analysis; assay
【計】 parser
【化】 analysis; assaying
【醫】 analysis; anslyze
【經】 analyse
專業解析
數值法分析(Numerical Analysis)是數學的一個分支,專注于設計、分析和實現使用數值近似(而非符號演算)來解決數學問題的算法。它特别關注由連續數學(如微積分、線性代數、微分方程)提出的問題的解法,這些問題往往無法求得精确的解析解,或者解析解在實際應用中難以計算。
從漢英詞典角度解釋其詳細含義:
-
中文定義角度 (數值法分析):
- 數值: 指用數字進行表示和計算。
- 法: 指方法、算法。
- 分析: 指研究、求解。
- 綜合含義: 數值法分析是研究如何利用數值計算方法(特别是基于計算機的算法)來求解數學問題(尤其是那些難以或無法獲得精确解析解的問題)的科學。它關注算法的構造(如何設計有效的計算方法)、分析(算法的收斂性、穩定性、誤差估計、計算複雜度)以及實現(如何在計算機上高效、準确地執行這些算法)。其核心目标是獲得滿足特定精度要求的近似解。它廣泛應用于科學計算、工程仿真、金融建模、數據分析等領域。
-
英文定義角度 (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).
- 綜合含義: 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.
核心關注點與重要性:
數值法分析的核心在于處理連續問題的離散化(将無限或連續的問題轉化為有限個離散數值進行計算)以及隨之産生的誤差(包括模型誤差、離散化/截斷誤差、舍入誤差)。它提供了一套嚴謹的理論和實用的工具,使得科學家和工程師能夠借助計算機的強大計算能力,解決現實世界中複雜的數學模型問題,是現代科學計算和工程技術的基石之一。
權威來源參考:
- 《數值分析》教材: 如 Burden, R. L., & Faires, J. D. 所著的 Numerical Analysis 是國際上廣泛使用的經典教材,系統闡述了數值法分析的理論、算法和應用。
- 數學百科全書: 如 Encyclopedia of Mathematics (由歐洲數學學會維護) 提供了關于數值分析的精确定義和概述。
- 知名大學課程頁面: 世界頂尖大學(如 MIT, Stanford, Cambridge)數學系或計算機科學系開設的數值分析課程網頁通常會提供該學科的權威介紹和教學大綱。
網絡擴展解釋
數值法分析(或稱為數值分析方法)是一種通過數學近似和計算機算法來求解複雜數學問題的技術,尤其適用于無法用解析法(即精确公式)直接解決的問題。其核心思想是将連續的數學問題轉化為離散的數值計算,通過疊代、逼近等方式獲得近似解。以下是關鍵要點:
1.核心特點
- 近似性:通過有限步驟逼近真實解,而非追求精确解析解。
- 離散化:将連續問題(如微分方程)轉化為離散的節點或網格進行計算。
- 計算機依賴:依賴編程和高性能計算處理大規模運算。
2.典型應用場景
- 微分方程求解:如流體力學中的納維-斯托克斯方程。
- 線性方程組:大型矩陣運算(如有限元分析)。
- 優化問題:尋找函數極值或最優路徑。
- 積分計算:高維積分或複雜函數積分。
- 隨機模拟:蒙特卡羅方法用于概率統計問題。
3.常用數值方法
- 疊代法:如牛頓法解非線性方程。
- 差分法:用離散差分代替微分(如歐拉法)。
- 插值與拟合:通過數據點構建近似函數。
- 數值積分:梯形法則、辛普森法則等。
- 矩陣分解:LU分解、QR分解加速線性方程組求解。
4.誤差與穩定性
- 截斷誤差:由近似公式簡化引起(如泰勒展開的截斷)。
- 舍入誤差:計算機浮點數精度限制導緻。
- 穩定性:算法對初始條件或計算誤差的敏感程度。
5.與解析法的對比
數值法 |
解析法 |
適合複雜、無顯式解的問題 |
適合簡單、可推導公式的問題 |
結果為近似解 |
結果為精确解 |
依賴計算資源 |
依賴數學技巧 |
數值法分析是工程、物理、金融等領域的基石。例如,天氣預報模型通過離散化大氣方程預測天氣,深度學習中的梯度下降也屬于數值優化方法。如需深入學習,可參考《數值分析》教材或計算數學相關課程。
分類
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