
【計】 multistep method
【計】 multistep
dharma; divisor; follow; law; standard
【醫】 method
【經】 law
在漢英詞典視角下,"多步法"對應的英文術語為"multistep method",指代需要多個連續步驟協同完成的系統性解決方案。該概念在不同學科中存在差異化定義:
數值計算領域
多步法指利用前k個步驟的近似值來推算當前結果的算法,如Adams-Bashforth方法。其數學表達式為: $$ y{n+1} = yn + hsum{j=0}^{k} betaj f(t{n-j}, y{n-j}) $$
項目管理體系
PMBOK指南将其定義為分階段達成目标的控制過程,包含需求确認→資源分配→進度監控→結果評估的閉環系統。
行為心理學應用
臨床治療中特指通過逐步強化建立目标行為的幹預策略,包含基線測量→子目标分解→正向激勵→習慣固化的四級模型。
該術語在IEEE标準829-2008文檔中具有嚴格的過程規範要求,強調各步驟間需保持可驗證的數據傳遞鍊。
多步法是數值分析中用于求解常微分方程(ODE)的一種疊代方法,其核心思想是利用前幾個時間步長的解和/或導數值來計算當前步長的解。與單步法(如歐拉法、龍格-庫塔法)僅依賴前一步的信息不同,多步法通過曆史數據的組合提高精度和穩定性。
多步法的數學形式通常可表示為: $$ y{n+k} = sum{i=0}^{k-1} ai y{n+i} + h sum_{i=0}^k bi f(t{n+i}, y_{n+i}) $$ 其中:
顯式多步法(如Adams-Bashforth方法)
僅使用已知的曆史值和當前步的顯式公式,計算簡單但穩定性較低。例如經典的4階Adams-Bashforth公式:
$$
y{n+4} = y{n+3} + frac{h}{24}(55f{n+3} - 59f{n+2} + 37f_{n+1} - 9f_n)
$$
隱式多步法(如Adams-Moulton方法)
需解方程得到當前步結果,穩定性更高但計算複雜。例如4階Adams-Moulton公式:
$$
y{n+3} = y{n+2} + frac{h}{24}(9f{n+3} + 19f{n+2} - 5f_{n+1} + f_n)
$$
優點
✅ 高精度(利用更多曆史信息)
✅ 計算效率高(相同精度下比單步法步長更大)
缺點
❌ 需要額外啟動步驟(初始值需通過單步法生成)
❌ 改變步長較困難(曆史數據依賴固定步長)
特性 | 多步法 | 單步法(如龍格-庫塔) |
---|---|---|
曆史信息利用 | 多個前步 | 僅前一步 |
計算成本 | 每步成本低 | 每步成本高 |
步長調整 | 複雜 | 靈活 |
適用場景 | 平滑解、固定步長問題 | 複雜動态、變步長需求 |
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