Błąd arytmetyczny zmiennoprzecinkowy
Używam poniższej funkcji do przybliżenia pochodnej funkcji w punkcie:
def prime_x(f, x, h):
if not f(x+h) == f(x) and not h == 0.0:
return (f(x+h) - f(x)) / h
else:
raise PrecisionError
Jako test mijamf
tak jakfx
ix
jak 3.0. Gdziefx
jest:
def fx(x):
import math
return math.exp(x)*math.sin(x)
Który maexp(x)*(sin(x)+cos(x))
jako pochodna. Teraz, według Google i mojego kalkulatora
exp(3)*(sin(3)+cos(3)) = -17.050059
.
Jak na razie dobrze. Ale kiedy postanowiłem przetestować funkcję z małymi wartościami dlah
Mam następujące:
print prime_x(fx, 3.0, 10**-5)
-17.0502585578
print prime_x(fx, 3.0, 10**-10)
-17.0500591423
print prime_x(fx, 3.0, 10**-12)
-17.0512493014
print prime_x(fx, 3.0, 10**-13)
-17.0352620898
print prime_x(fx, 3.0, 10**-16)
__main__.PrecisionError: Mantissa is 16 digits
Dlaczego błąd wzrasta, gdy h spada (po pewnym punkcie)? Spodziewałem się czegoś przeciwnego, dopókif(x+h)
był równyf(x)
.