选取不同的步长进行计算,求最佳步长

 

要使用数值求导法来求函数y=e^x在x=1.15处的导数,需要使用如下公式:

f'(x) = (f(x+h) - f(x)) / h

其中,h是步长。

使用不同的步长进行计算时,可以使用下面的代码:

import math

def derivative(x, h):
return (math.exp(x+h) - math.exp(x)) / h

计算f'(1.15)

x = 1.15
print(derivative(x, 0.1))
print(derivative(x, 0.01))
print(derivative(x, 0.001))
print(derivative(x, 0.0001))
print(derivative(x, 0.00001))

观察计算结果,可以发现,随着步长h的减小,计算结果的误差也会减小。因此,通常情况下,使用较小的步长可以得到更精确的结果。但是,在实际应用中,也要注意步长过小会导致计算时间过 继续
长,因此需要在控制误差和计算时间之间取得平衡。

此外,需要注意,数值求导法并不是无误差的,即使使用了最小的步长也可能存在一定的误差。因此,在实际应用中,通常需要使用更为精确的方法来计算导数。

例如,在使用较小的步长时,可以使用复合梯形公式或复合Simpson公式来计算导数,这些方法可以得到更精确的结果,但是计算时间会更长。

在选择步长时,需要考虑计算精度和计算时间之间的平衡,以便在保证精度的同时尽可能缩短计算时间。
如果对你有用的话理由麻烦你给博主点个解决问题了!非常感谢