几何和地形
Fakultät für Mathematik公司
慕尼黑理工大学

Kondition eines问题

Die abstrakte Modellierung eines数字问题是阿比尔东的gegeben durch eine

\[f: X到Y,\]

wobei$X$und$Y$normierte Räume sind(füR gewöhnlich Varianten des$\mathbb{R}^n$)。Die Charakterisierung eines问题最好是somit darin,zu gegebenem$x\in x$Die洛桑$f(x)\单位:Y$anzugeben。

Die(absolute normweise)Kondition eines问题$f:X\to Y$an einer Stelle$X\in X$,ist Die kleinste Zahl$\kappa_{\text{abs}}$,所以dass

\[\垂直f(\波浪线{x})-f(x)\Vert\dot{\leq}\kappa_{\text{abs}}\Vert\tilde{x}-x\垂直,\quad\tilde{x}\到x。\]

$\dot{\leq}$bedeutet dabei,因为在过去的Näherung gelten解决方案中,Abschätzung去世了。Allgemein镀金$g(x)\dot{\leq}h(x)$für$x\ to x_0$(komponentenweise),跌落$g(x)\leq h(x)+o(\Vert h(x)\Vert)$für$x\至x_0$。

Anschaulich gesprochen drückt$\kappa_{\text{abs}}$die Verstärkung von Eingabeehlern(Rundung、Messungenauigkeiten、Fehler aus vorhergehenden Berechnugen等)auf das公司zu berechnende Ergebnis aus公司。死于塔萨切维德的斯皮盖尔特·西奇奥奇,dass$\kappa_{\text{abs}}$für differenzierbares$f$durch

\[\kappa_{\text{abs}}=\垂直f'(x)\垂直,\]

gegeben是。

Wichtig ist,dass die Kodition$\kappa_{\text{abs}}$eines问题$f$an einer Stelle$x$,eine von konkreten Lösungsalgorithmen unabhängige Grße des mathematischen问题专家。Das numerische Lösen eines schlecht kontiditierten问题($\kappa_{\text{abs}}\gg 1$)在Kontext von unvermeidbaren Eingabeehlern(endliche Maschinengenauigkeit)中的机器nur wenig bis gar keinen Sinn。

绝对标准化条件$\kappa_{\text{abs}}$,相对标准化条件$\kappa_{\text{rel}}$,welche(模拟zu$\kappa_{\text{abs}}$)die kleinste Zahl ist,so dass(死亡)

\[\frac{\Vertf(\tilde{x})-f(x)\Vert}{\Vertf(x)\ Vert}\dot{\leq}\kappa_{\text{rel}}\frac{\Vert\tilde{x}-x\Vert{,\quad\tilde{x}\ to x。\]

小程序

Es soll der Schnittpunkt der beiden Geraden$a$(gegeben durch$a$und$B$)und$B$(gege ben dutch$C$und$D$)berechnet werden。Dabei werden die Punkte$B$und$D$einer Störung unterzogen(达贝·沃登)。Das Verhältnis von Eingabestörung(Radien der Störung$B$und Stö》$D$)zur Ausgabestörunge(Radius des roten Kreises mitgrünem Mittelpunkt)spiegelt die Kondition des Schnittpunkts问题wieder。Man kann dabei schön sehen,dass hierbei die Kondition abhängig von der Lage der Eingabedaten ist.(曼坎·达贝·舍恩·塞恩,《爱因加贝达坦之夜》)。