如何解决Mathematica 精度与其他计算器不同
如果我在 Mathematica 12 中计算以下输入:
SetPrecision[DecimalForm[123.432654/54.1122356,130],130]
结果是:
2.2810488724291406725797060062177479267120361328125000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
当我在其他计算器中运行相同的计算时,结果是相等的,直到 Mathematica 结果的第 15 位:2,281048872429140。但是,从第 16 位开始,其他计算器显示相同的结果,而 Mathematica 显示不同的结果:
Windows 计算器: 2,281048872429140591633586101550
https://keisan.casio.com/calculator: 2.281048872429140591633586101550[.....]
https://www.mathsisfun.com/calculator-precision.html: 2.281048872429140591633586101550[.....]
数学: 2.281048872429140672579706006217[.....].
为什么(仅)Mathematica 会得到不同的结果?
Mathematica 能否以某种方式最终得到与其他计算器相同的结果(假设这些一致的结果是正确的)?
解决方法
Mathematica 的近似十进制数模型与几乎所有其他人的近似十进制数模型不同。
由于您为 123.432654
和 54.1122356
中的每一个提供的位数,这些被假定为并被视为 MachinePrecision
数字。这意味着它们具有通常“由计算机中的 CPU 浮点硬件提供的大约 16 位精度,但比这要复杂一些。
由于优先级规则,Mathematica 首先评估这些数字中的每一个并将它们转换为内部浮点形式,精度有限,带来的所有问题以及能够在硬件而不是软件中执行计算的所有速度。
然后它使用内部浮点硬件进行除法运算,得到另一个只有大约 16 位精度的 MachinePrecision
数。
然后使用 DecimalForm
,您要求 Mathematica 将只有大约 16 个正确数字的结果外推到 130 个数字显示中。
*Form 函数的所有,或几乎所有在暗角中都有一些非常微妙的东西,旨在并且仅用于生成可以显示的东西,而不是用于进一步计算。例如,新用户通常会执行 m=MatrixForm[mymatrix]
以查看矩阵的漂亮格式,然后继续尝试使用 m
进行计算,但失败了。
然后您要求 Mathematica 在该显示器上执行 SetPrecision
函数以尝试将其转换为 130 位精度数。我什至无法猜测这在内部到底做了什么。
其他计算器似乎假定输入数字的精度是无限的。 WL没有。您可以指定输入数字的精度,例如
123.432654`30/54.1122356`30
2.28104887242914059163358610155
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