
【電】 uncertainty ellipse
在漢英詞典視角下,“不定性橢圓”對應的英文術語為Uncertainty Ellipse,是數學、物理學(尤其是量子力學和測量學)及工程領域中描述不确定性的重要概念。以下從定義、數學表征和應用三方面進行權威解釋:
指在多維參數空間中,用于可視化表示測量值或預測值不确定範圍的橢圓形區域。橢圓中心代表最佳估計值,橢圓邊界反映置信區間(如95%置信度),長軸/短軸方向指示不确定性最大的方向。
Uncertainty Ellipse(标準譯名),亦稱Error Ellipse(誤差橢圓),用于量化隨機變量(如位置、速度)的聯合不确定性。
設二維隨機變量 ((X, Y)) 的協方差矩陣為: $$ mathbf{Sigma} = begin{pmatrix} sigma_x & rho sigma_x sigma_y rho sigma_x sigma_y & sigma_y end{pmatrix} $$ 其中 (sigma_x, sigma_y) 為标準差,(rho) 為相關系數。不定性橢圓的方程由以下特征值分解确定: $$ (mathbf{x} - boldsymbol{mu})^top mathbf{Sigma}^{-1} (mathbf{x} - boldsymbol{mu}) = k $$
橢圓半軸長度由協方差矩陣的特征值 (lambda_1, lambda_2) 決定,方向由特征向量給出。
在位置-動量不确定性關系中,橢圓表征粒子狀态在相空間中的概率分布,體現海森堡不确定性原理的幾何意義(參見 NIST 量子測量标準。
GPS定位、雷達跟蹤中,橢圓區域表示目标位置的置信範圍,長軸指向誤差最大方向(IEEE 信號處理标準。
用于多元正态分布的置信區域可視化,或貝葉斯推斷中的後驗不确定性展示(如卡爾曼濾波器輸出)。
Engineering Statistics Handbook: Uncertainty Ellipse Definition(協方差矩陣與置信橢圓構造)
"Error Ellipses in GPS Positioning"(工程應用案例)[DOI: 10.1109/PLANS.1990.66100]
第4章 "Geometric Representation of Uncertainty"(量子不确定性可視化)
注:以上鍊接為示例性權威來源,實際引用時需驗證鍊接有效性。建議優先選用 NIST、IEEE、Springer 等平台的最新文獻。
“不定性橢圓”并非标準數學術語,但結合橢圓的多種應用場景和可能的引申含義,可以理解為以下兩種常見解釋:
在數據分析和測量領域,誤差橢圓(Uncertainty Ellipse)用于表示二維數據點的置信區域,反映測量結果的不确定性範圍。其特點包括:
若橢圓的部分參數(如半長軸、離心率)存在不确定性,可能形成一組形狀變化的橢圓集合,例如:
如需更專業的解釋,建議提供具體語境或參考測量學、統計學的權威資料。
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