“当原向量场来自Hamilton 系统且一步映射保辛配对时,形式修正场在适当局部 Hamilton 表示中仍为 Hamilton 场。一类标准的解析结论适用于解析 Hamiltonian 的固…”
用有限和近似一个数时,多加一项通常像是在努力提高精度。发散渐近展开却可能先越来越准,再越来越差。最小项截断的任务是找到该停的位置;它是一种有条件的误差预算方法,不能把“下一项小”普遍当成“余项小”。
形式陈述
一份能从头证明的余项证书
沿用Poincaré 渐近展开中的积分,对
有限几何恒等式给出精确余项
因此余项符号是
这个
直觉
为什么会先改善再变差
相邻上界的比值为
只要
例子与边界
在 x=8 时,多算八项会怎样
直接高精度积分给出
| 保留项数 |
实际绝对误差约值 | 严格上界 |
|
|---|---|---|---|
| 3 | 0.1132812500 | 0.0010016107 | 0.0014648438 |
| 8 | 0.1121339798 | 0.0001456595 | 0.0003004074 |
| 16 | 0.1092254126 | 0.0030542267 | 0.0092915852 |
从 3 项增加到 8 项有效;继续到 16 项反而明显变差。选
利用余项符号,还能给出包围区间。因为
这些端点都是有限二进制分数,能按整数运算精确复核。对一般输入则应使用有向舍入或区间算术,不能把未经控制的浮点末位称为严格端点。
为什么这一经验不能无条件推广
Poincaré 定义允许余项常数依赖截断阶数。知道对每个固定
再考虑
推论与应用
不用反复算阶乘的实现
设当前项
即可生成。每轮开始时维持不变量:累加器保存
保留
数学截断界只覆盖
当目标是相对误差时,还需要
本页的下载脚本同时输出
参考资料
- NIST Digital Library of Mathematical Functions, §2.11(i) Numerical Use of Asymptotic Expansions,截断误差与数值使用边界。
- F. W. J. Olver, Asymptotics and Special Functions, A K Peters, 1997 reprint, Chapter 1。
- O. Costin and M. D. Kruskal, “On optimal truncation of divergent series solutions of nonlinear differential systems; Berry smoothing”, Proceedings of the Royal Society A 455 (1999), 1931–1956,说明一般最优截断结论所需的微分系统结构;本页不调用其一般定理。