Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Погрешности теоретических моделей




Проблема достоверности наших представлений об окружающем мире, т.е. проблема соответствия модели объекта и реального объекта, является ключевой проблемой в теории познания.

В настоящее время общепринято, что критерием истинности наших знаний является опыт. Модель адекватна объекту, если результаты теоретических исследований (расчёт) совпадают с результатами опыта (измерений) в пределах погрешности последнего.

Погрешности имеют место не только при измерениях, но и при теоретическом моделировании.

Для теоретических моделей, в соответствии с природой возникновения, будем различать:

– погрешности, возникающие при разработке физической модели;

– погрешности, связанные с приближениями при составлении математической модели;

– погрешности метода анализа математической модели;

– погрешности, связанные с конечным числом разрядов чисел при вычислениях.

Приведем пример: число в рамках символической записи как отношение длины окружности к диаметру представляет собой точное число, но попытка записать его в численном виде вызывает погрешность, связанную с конечным числом разрядов.

Эти перечисленные погрешности называются методическими. При измерениях методические погрешности проявляют себя как систематические.

Рассмотрим возможные погрешности математической модели на следующем примере:

Предположим, что физическая модель маятника такова:

– нить – невесома, нерастяжима;

– тело (масса) – материальная точка.

Тогда в рамках выбранной физической модели математическая модель маятника – уравнение движения маятника (рисунок 3.1) – будет иметь следующий вид:

 

(3.8)

При обычно считают, что , и тогда уравнение движения записывается:

 

(3.9)

 

Рисунок 3.7 – Графическая интерпретация физической модели маятника

 

Его решение имеет вид:

 

, (3.10)

 

где

Но при более точном решении (разложение в ряд Тейлора) предыдущего уравнения получим ω=ω0(1- φ02/16 +…).

Отсюда следует, что период колебаний маятника зависит от амплитуды колебаний.

Проблема построения и анализа математической модели с заданной точностью, а также оценка погрешности численных расчётов в ряде случаев очень сложна. Требуется высокая математическая культура исследователя, необходим тщательный математический анализ и самой модели, и применяемых методов решения.

Например, не имеет смысла требование решения уравнения с точностью, существенно превышающей точность построения физической модели.

Применение ЭВМ значительно увеличило возможности построения и исследования математических моделей в технике, однако не следует думать, что совершенное знание математики, численных методов и языков программирования позволит решить любую физическую и прикладную задачу. Дело в том, что даже самые изящные и точные методы расчетов не могут исправить ошибки, допущенные при построении физической модели.

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-12-29; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 569 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Неосмысленная жизнь не стоит того, чтобы жить. © Сократ
==> читать все изречения...

2280 - | 1986 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.007 с.