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谁的答案是错误的? 标签:工程问题

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有位数学老师为了让班上同学练习使用计算器,出了一道联立方程要大家求解。

35.26x+14.95y=28.35

187.3x+79.43y=83.29

他自己并没有亲自计算过这道题目,因为他是从参考书上抄下来的,因此他已经知道答案了。但他在抄题时看错了一个系数,把书上的14.96写成14.95。在讲课时,他发现了这个错误,但是心想反正只相差这么一点点,应该没什么影响。

然而,当学生交出答案时,他发现每个人的答案都一样,但与书上的标准答案却有很大的差距。这时他才开始针对两种情况,亲自求出解答。他会发现什么?书上的答案错了吗?学生的答案错了吗?

分析与解答

这就是数学上所谓的“病态方程”(ill-conditioned equation)。如果照老师所出的题目,答案是:

x=1 776 y=2023

但若依照参考书上的原题,答案应是:

x=-770 y=2023

把两个方程式看成是两条直线,则两者的斜率非常接近:-2.358 5和-2.358 1,只差0.000 4。因此其中一条直线斜率的微小变化,会对两者的交点产生重大影响。

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