Utrata cyfr znaczących
Z Wikipedii
| Ten artykuł wymaga dopracowania zgodnie z zaleceniami edycyjnymi. Należy w nim poprawić: styl momentami nieencyklopedyczny. Po wyeliminowaniu wskazanych powyżej niedoskonałości prosimy usunąć szablon {{Dopracować}} z kodu tego artykułu. |
Utrata cyfr znaczących
Jest zjawiskiem pojawiającym się w obliczeniach komputerowych, konsekwencją zapisu liczb rzeczywistych w komputerze. Występuje ona podczas odejmowania liczb, których różnica jest znaczenie mniejsza niż każda z tych liczb.
Rozważmy dwie takie, bliskie sobie, liczby: x i y
Są one dane w postaci 
gdzie mt jest mantysą - liczbą długości t taką, że
, a c cechą - dowolną liczbą całkowitą
rd(x) = +/- 0 . 1![]()
rd(y) = +/- 0 . 1-------------------------------------------------- - 0 . 0 0 0 0 0 0 ...
![]()
W wyniku odejmowania bliskich liczb powstaje liczba zawierająca na pierwszych n-i pozycjach zera, na pozostałych (przynajmniej jedną)jedynki - musi ona być znormalizowana, tj. przedstawiona w postaci:
gdzie 
Aby otrzymać mantysę spełniającą ten warunek, należy "obciąć" początkowe zera w liczbie x-y (poprzez pomożenie przez 2n − i) - wtedy jednak "zabraknie liczb z tyłu" - tych kilka ostatnich niezerowych cyfr x-y przesunie się na pierwszą pozycję, i jeżeli i<t komputer nie będzie wiedział czym zapełnić pozostałe miejsca w mantysie (właściwe zostały wcześniej odrzucone, przez zaokrąglenie x i y!). Co gorsze, przyjęcie, że te "brakujące pozycje" zapełnimy np.zerami, jest tak samo dobre jak zapełnienie ich losowymi liczbami - w obu wypadkach będą to "śmiecie" nie mające wiele wspólnego z rzeczywistym (lub choćby do niego zbliżonym) wynikiem...
x = 0,
Mamy błąd względny różnicy x i y:
Gdy różnica |x-y| dąży do zera, błąd względny z rośnie nieograniczenie.
Jako przykład zadania źle uwarunkowanego niech posłuży nam prosta funkcja:
![f(x)=\sqrt[2]{x+9}-3](http://upload.wikimedia.org/math/d/5/6/d56257610143e8caa107fb41f06f06ae.png)
Prosta funkcja której wartości każdy potrafi obliczyć... Nie każdy! Komputer nie potrafi! Przynajmniej w pewnej sytuacji: zauważ, że dla x w pobliżu zera wartość pod pierwiastkiem jest bardzo bliska 3 - może wystąpić (i występuje!) utrata cyfr znaczących.
Prostym sposobem na poradzenie sobie z tym problemem jest przekształcenie wzoru naszej funkcji:
![f(x)= (\sqrt[2]{x+9}-3)*\frac{\sqrt[2]{x+9}+3}{\sqrt[2]{x+9}+3} = \frac{x+9-9}{\sqrt[2]{x+9}+3}=\frac{x}{\sqrt[2]{x+9}+3}](http://upload.wikimedia.org/math/9/a/d/9ad88fcb8e173e5f75264cb80b2bd32b.png)
Mamy więc wzór algebraicznie równoważny, a nie zawierający operacji odejmowania - teraz nawet dla x bliskich 3 nie stracimy dokładności wyniku!
Innym przykładem na to, że nawet najprostsze algorytmy mogą być źle uwarunkowane jest "szkolny" algorytm obliczania pierwiastków równania kwadratowego
![x_2 = \frac{-b+\sqrt[2]{b^2 - 4ac}}{2a}](http://upload.wikimedia.org/math/4/c/5/4c58f7dc470a48da31cc0b7d295b0e18.png)
W sposobie obliczenia jednego z pierwiastków jest odejmowanie - jeżeli ktoś "złośliwie" dobierze nam współczynniki wielomianu, wartość − b i
mogą być dość bliskie - nastąpi utrata cyfr znaczących!
Z pomocą mogą nam przyjść Wzory Viète'a - obliczymy dobrze uwarunkowany pierwiastek "wprost", drugi otrzymamy z tychże wzorów!
| Członkowie Prezydium Sejmu potępili "atak polityczny" na Niesiołowskiego |
Członkowie Prezydium Sejmu potępili "atak polityczny" szefa PiS Jarosława Kaczyńskiego na wicemarszałka Stefana Niesiołowskiego. |
| Tusk spotka się z Dalajlamą |
Premier Donald Tusk spotka się jutro z Dalajlamą - dowiedziało się Radio TOK FM. Do rozmowy przywódców ma dojść tuż po południu w gdańskiej Filharmonii Bałtyckiej. Informację potwierdza Centrum Informacyjne Rządu. |
| Polscy pracownicy hotelu na Cyprze są pewni winy Karskiego i Zbonikowskiego |
Polscy pracownicy z hotelu Le Meridien na Cyprze nie mają wątpliwości - to parlamentarzyści Karski i Zbonikowski są winni zepsucia dwóch pojazdów golfowych. Według nich właściciel jest zbyt bogatym człowiekiem, by szukać zarobku poprzez odszkodowanie. |
| Dalajlama: wiele zawdzięczam Polsce i Polakom |
- Mało kto to wie, ale gdy w latach 50-tych znalazłem się na uchodźstwie poznałem dwoje wspaniałych Polaków. Byli dużo starsi ode mnie. Ta kobieta Polka była wtedy dla mnie jak przybrana matka, to dzięki niej zostałem wegetarianinem - opowiadał dziś w Gdańsku Dalajlama. Mówił też o wdzięczności za "Solidarność", Okrągły Stół i "polską determinację i siłę woli". |
| PO donosi do komisji etyki na J. Kaczyńskiego za "haniebne słowa" o Niesiołowskim |
PO złożyła wniosek do sejmowej Komisji Etyki Poselskiej przeciwko prezesowi PiS Jarosławowi Kaczyńskiemu - poinformował szef klubu Platformy Zbigniew Chlebowski. Chodzi o wypowiedzi prezesa PiS o Stefanie Niesiołowskim (PO). |
| Politycy o wizycie prezydenta w Azji: była potrzebna |
Oceny efektów azjatyckiej wyprawy prezydenta Lecha Kaczyńskiego są podzielone. Grzegorz Dolniak z PO uważa, że zabrakło konkretów, odmiennego zdania jest Mariusz Kamiński z PiS, który uważa, że prezydenckie wojaże zaprocentują w przyszłości. Takie wizyty są po prostu potrzebne - podsumowuje poseł Lewicy, Tadeusz Iwiński. |
| Nowy Targ: wybuch gazu, dwie osoby nie żyją |
Dwie osoby zginęły, a trzy są ciężko ranne. To wynik zawalenia się domu jednorodzinnego przy ulicy Waksmundzkiej w Nowym Targu. Przyczyny wybuchu gazu nie są na razie znane. |
| Medyka: ''Mrówki'' zgromadziły się przed Urzędem Miasta |
Około stu osób, tzw. mrówek, zebrało się przed Urzędem Miasta Przemyśla. Protestują przeciwko zmianom przepisów celnych, które pozwalają przenosić przez granicę tylko 40 sztuk papierosów. |
| Amnestia dla wszystkich, którzy unikali służby wojskowej |
Zamknęliśmy 90-letni rozdział armii z przymusu - powiedział minister obrony narodowej Bogdan Klich. Dodał, że podpisany został rozkaz w sprawie uchylenia kart powołania. Dotyczyć będzie także tych, którzy mieli się stawić do poboru w ostatnich trzech dniach. |
| Gen. Sikorski nie został zastrzelony ani uduszony |
Prezes IPN Janusz Kurtyka potwierdził, że gen. Władysław Sikorski zginął w katastrofie lotniczej. - W trakcie badań nie stwierdzono śladów, które by wskazywały, że generał został postrzelony bądź uduszony. |
--------------------------------------------------
- 0 . 0 0 0 0 0 0 ...



