数值计算方法(第4版)
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1.4.2 算术运算误差

和式y=fx1,x2,…,xn)=x1±x2±…±xn的误差估计。

因为

和的绝对误差不超过各加数的绝对误差之和。为估计误差,设>0,i=1,2,…,n,可得

和的相对误差不超过相加各数中最不准确一项的相对误差。

同理,可得乘、除运算的误差,以两数x1x2为例,有

例1-14 已测得某场地长l的值l*=110m,宽d的值d*=80m,已知≤0.2m,≤0.1m,求场地面积S=ld的绝对误差限和相对误差限。

因为S=ld,有

其中

于是绝对误差限

εS*)≈(80×0.2+110×0.1)m2=27m2

相对误差限

例1-15 正方形的边长约为100cm,怎样测量才能使其面积误差不超过1cm2

设正方形边长为xcm,测量值为x*cm,面积

y=fx=x2

由于f′x)=2x,记自变量和函数的绝对误差分别是e*ey*),则

e * =x-x *

ey*=y-y*f′x*)(x-x*)=2x*e*=200e*

现要求≈200e*<1,于是

要使正方形面积误差不超过1cm2,测量边长时绝对误差应不超过0.005cm。