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通常希望以封闭形式获得数学问题的解,即作为包含普遍接受的函数的表达式,如多项式、有理和无理函数、根、指数和对数。我经常听到的一个理由是,当涉及已知函数时,更容易可视化函数的行为。另一个理由是在一组点上评估函数的计算要求较低。虽然我当然同意第一个理由,但第二个理由合理吗?例如:

  • 计算 10 个点的一阶和五阶修正贝塞尔函数是否比计算指数需要更长的时间?

  • 计算指数积分是否比计算指数需要更长的时间?

我的直觉是,在所有三种情况下,都会形成围绕所需点的泰勒级数展开,因此归结为评估多项式、其他多项式或其反导数。

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我经常听到的一个理由是,当涉及已知函数时,更容易可视化函数的行为。另一个理由是在一组点上评估函数的计算要求较低。

仅当功能“简单”而不是关闭时。您可以构建任意复杂且计算要求高的封闭形式。

我可以想象封闭形式解决方案的两个真正优势:

  • 由于大多数编程语言都支持 sqrt、sin 等,因此封闭形式的解决方案很容易用代码表示。

  • 如果解决方案具有封闭形式,那么您可以遵循许多代数步骤来获得解决方案 - 代数(或可能是三角)解决方案算法。这些算法也只能包含“封闭形式”的步骤,因此它们将很容易实现。

如果您知道问题的解决方案可能没有封闭形式,那么您将不得不采用完全不同的方法来解决它。这可能会变得相当棘手:巴比伦人能够在公元前 2000 年求解二次方程,并且又花了 3000 多年的时间才可以求解任意阶多项式的根——用数字,而不是代数。

于 2018-02-15T23:44:57.840 回答