§1. Учет погрешностей вычислений.

При решении математических задач могут возникнуть погрешности по различным причинам:
1. При составлении математической модели физического процесса или явления приходится принимать условия, упрощающие постановку задачи. Поэтому математическая модель не отражает реальный процесс, а дает его идеализированную картину. Погрешность, возникающая при этом, называется погрешностью постановки задачи.
2. Часто приходится для решения задачи применять приближенный метод

(интеграл заменяют квадратурной суммой, производную заменяют разностью, функцию – многочленом). Погрешность, возникающая при этом, называется погрешностью метода.
3. Часто исходные данные заданы не точно, а приближенно. При выполнении вычислений погрешность исходных данных в некоторой степени переходит в погрешность результата. Такая погрешность называется погрешностью действий.
4. Погрешность, возникающая при округлении бесконечных и конечных десятичных чисел, имеющих большее число десятичных знаков, чем надо в округлении, называется погрешностью округления.
Определение. Пусть х – некоторое число, число а называется его приближенным значением, если а в определенном смысле мало отличается от х и заменяет х в вычислениях, [pic].
Определение. Погрешностью [pic] приближенного значения а числа х называется разность [pic], а модуль этой погрешностью называется абсолютной погрешностью.
Если [pic], то а взято с недостатком.
Если [pic], то а взято с избытком.
Определение. Границей погрешности приближенного значения а числа х называется всякое неотрицательное число [pic], которое не меньше модуля погрешности: [pic].
Говорят, что приближение а приближает число х с точностью до [pic], если
[pic], [pic], [pic].
Пример. Пусть а=0,273 – приближенное значение х с точность до 0,001.
Указать границы, в которых заключается х.

[pic]
При округлении чисел считают, что границы погрешности округления равна половине единицы округляемого разряда:

[pic], ? – порядок округления разряда.
Определение. Относительной погрешностью приближенного значения а числа х называется отношение

[pic].
Пример. Округлить до десятых число 27,52 и найти погрешность и относительную погрешность округления:
[pic],
[pic],
[pic].
Также как и абсолютная погрешность относительная погрешность не всегда может быть вычислена и приходится оценивать ее модуль. Модуль относительной погрешности выражается в процентах. Чем меньше модуль относительной погрешности, тем выше качество приближения.
Определение. Границей относительной погрешности приближенного значения а числа х называется всякое неотрицательное число [pic], которое не меньше модуля относительной погрешности: [pic].
Установим связь между границами погрешностей абсолютной и относительной:
[pic] - граница относительной погрешности;
[pic] - граница абсолютной погрешности.
[pic].

Поделитесь этой записью или добавьте в закладки