普半径
某矩阵的谱半径定义为该矩阵的所有特征值的绝对值的最大值。
eg:
已知某矩阵的特征值为2,-9,则相应的谱半径为( C )
A、2 B、-2 C、9 D、-9
解析:特征值的绝对值分别为:
2的绝对值是 2
-9 的绝对值是 9
因此,这些特征值的绝对值中最大的一个是 9。
所以,相应的谱半径为 9。
答案是 C。
相对误差
相对误差的传播
假设 X X X的相对误差为 ϵ X \epsilon_X ϵX,则 X n X^n Xn的相对误差 ϵ X n \epsilon_{X^n} ϵXn可以通过相对误差传播公式来计
算。对于乘法和指数运算,相对误差传播公式如下:
ϵ X n = n ⋅ ϵ X \epsilon_{X^n}=n\cdot\epsilon_X ϵXn=n⋅ϵX
这意味着,如果我们将 X X X提升到 n n n次方,那么其相对误差会放大 n n n倍。
eg:
设X的相对误差为5%,则Xn的相对误差为( D )。
A、n B、0.05n C、nln0.05 D、n0.05
解析:直接根据相对误差的传播知识,Xn的相对误差为n*0.05。
误差传播与微分近似
微分法:使用微分法(线性近似)来估算函数值的变化。例如一个正方形的面积为A,边长为a,则可知函数表达式为 A = a 2 A=a^2 A=a2,则微分 d A = 2 a dA=2a dA=2a d a da da可以来近似面积误差和边长误差之间的关系。
eg:
正方形的边长大约为200cm,为使面积误差不超过2cm2,则边长测量时误差应不超过( D )cm。
A、1 B、0.5 C、0.05 D、0.005
解析:设正方形的边长为 a a a ,其面积为 A = a 2 A=a^2 A=a2。现在,我们假设边长的测量误差为 Δ a \Delta a Δa
,并希望面积的误差 Δ A \Delta A ΔA 不 超 过 2 c m 2 2\mathrm{~cm}^2 2 cm2。
面积 A A A是边长 a a a的函数 A = a 2 A=a^2 A=a2 ,使用微分法可以得到面积误差与边长误差之间的
关系:
Δ A ≈ 2 a ⋅ Δ a \Delta A\approx2a\cdot\Delta a ΔA≈2a⋅Δa
其中:
∙ \bullet ∙ Δ A \Delta A ΔA是面积的误差
∙ \bullet ∙ a a a是边长
∙ \bullet ∙ Δ a \Delta a Δa是边长的误差
已知 a ≈ 200 cm a\approx200\operatorname{cm} a≈200cm且 Δ A ≤ 2 cm 2 \Delta A\leq2\operatorname{cm}^2 ΔA≤2cm2,我们可以将这些值代入误差公式中进行计算:
2 ≈ 2 ⋅ 200 ⋅ Δ a 2\approx2\cdot200\cdot\Delta a 2≈2⋅200⋅Δa
解这个方程得到 Δ a : \Delta a: Δa:
Δ a ≈ 1 200 = 0.005 cm \Delta a\approx\frac1{200}=0.005\operatorname{cm} Δa≈2001=0.005cm
据有效数字位数求近似值
有效数字位数为从第一个不是0的数开始数,其后面有几位就是几位。
eg:
0.003 —> 1位有效数字
0.0030 —> 2位有效数字
1.0030 —> 5位有效数字
设X*=3.1415926535,取5位有效数字,则所得的近似值为(A )。
A. 3.1416 B.3.1415 C.3.14159 D.不确定
解析:取5位有效数字,所以是到数字5,5后面的数字为9,根据四舍五入,5变成6,所以最后是3.1416。