误差与误差限

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误差

设 x x x为准确值 , x ∗ ,x^* ,x∗为 x x x的一个近似值,称 e ∗ = x ∗ − x e^*=x^*-x e∗=x∗−x为近似值的绝对误差,简称误差.

这样定义的误差 e ∗ e^{*} e∗可正可负,当绝对误差为正时近似值偏大,叫做强近似值;当绝对误差为负时近似值偏小,叫做弱近似值。

误差限

实际情况下,通常无法算出准确值 x x x,也不能算出误差 e ∗ e^* e∗的准确值,只能根据测量工具或计算情况估计出误差的绝对值不超过某正数 ε ∗ \varepsilon^{*} ε∗,也就是误差绝对值的一个上界。 ε ∗ \varepsilon^{*} ε∗叫做近似值的误差限,它总是正数。

例如,用毫米刻度的米尺测量一长度 x x x,读出和该长度接近的刻度 x ∗ , x ∗ x^*,x^* x∗,x∗是 x x x的近似值,它的误差限是 0.5,于是 ∣ x ∗ − x ∣ ⩽ 0.5 |x^*-x|\leqslant0.5 ∣x∗−x∣⩽0.5;如读出的长度为 765,则有 ∣ 765 − x ∣ ⩽ 0.5 |765-x|\leqslant0.5 ∣765−x∣⩽0.5。 从该不等式仍不知道准确的 x x x是多少 ,但知道 764. 5 ⩽ x ⩽ 765.5 \leqslant x\leqslant765.5 ⩽x⩽765.5,说明 x x x在区间[764.5,765.5]上。

对于一般情形, ∣ x ∗ − x ∣ ⩽ ε ∗ |x^*-x|\leqslant\varepsilon^* ∣x∗−x∣⩽ε∗,即 x ∗ − ε ∗ ⩽ x ⩽ x ∗ + ε ∗ x^*-\varepsilon^*\leqslant x\leqslant x^*+\varepsilon^* x∗−ε∗⩽x⩽x∗+ε∗,这个不等式有时也表示为
x = x ∗ ± ε ∗ x=x^*\pm\varepsilon^* x=x∗±ε∗

小结

误差

e ∗ = x ∗ − x e^*=x^*-x e∗=x∗−x

误差限

∣ x ∗ − x ∣ ⩽ ε ∗ |x^*-x|\leqslant\varepsilon^* ∣x∗−x∣⩽ε∗

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