【数值分析】数值分析研究对象与特点

定义:数值分析是研究计算机求解数学问题近似解的方法和过程。

一、数值分析研究对象

计算机解决科学计算问题时经历的过程
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主要任务:研究算法构造和算法的性质。
数值分析的内容包括函数的数值逼近、数值微分与数值积分、非线性方程数值解、数值线性代数、常微和偏微数值解等。数值分析研究对象以及解决问题方法的广泛适用性,著名流行软件如Maple、Matlab、Mathematica等已将其绝大多数内容设计成函数,简单调用之后便可以得到运行结果。
但由于实际问题的具体特征、复杂性, 以及算法自身的适用范围决定了应用中必须选择、设计适合于自己特定问题的算法,因而掌握数值方法的思想和内容是至关重要的。

二、数值分析的特点

面向计算机,要根据计算机的特点提供切实可行的有效算法。
有可靠的理论分析,能任意逼近并达到精度要求,对近似算法要保证收敛性和数值稳定性,还要对误差进行分析。这些都是建立在数学理论的基础上,因此不应片面的将数值分析理解为各种数值方法的简单罗列和堆积。
要有好的计算复杂性,时间复杂性好是指节省时间,空间复杂性好是指节省存储量,这也是建立算法要研究的问题,它关系到算法能否在计算机上实现。
要有数值实验,即任何一个算法除了从理论上要满足上述三点外,还要通过数值实验证明是行之有效的。

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