可靠的正交软件

计算科学 正交
2021-12-14 12:11:59

我想对一个平滑函数进行数值积分(准确地说,我正在计算以下形式的高斯混合的微分熵f(x)log(1/f(x))dx)。

是否有任何软件包或库可以为我提供高达 X 位(可能更多)的确切答案,其中 X 可能相当大?GSL 数值积分似乎为其声称提供了一个解决方案:

算法试图估计绝对误差 ABSERR = |RESULT - I| 使得以下不等式成立,

|结果 - 我| <= ABSERR <= max(epsabs, epsrel |I|)

但首先我不明白“尝试”(上面添加的粗体)的确切含义,其次我想尽可能地超越机器浮点。

如果软件放弃(如果要求的准确性/精度太严格),我可以,但是一旦答案出来,它应该是相当可靠的。(否则,开始计算它的意义何在?)

这一定是数值积分中的一个非常基本的问题,但我过去几周的搜索是徒劳的。任何线程将不胜感激。

1个回答

如果不控制被积函数的疯狂程度,就无法限制任何数值积分方案的准确性。平滑度显然是有帮助的,但如果导数没有界限,那么可以引入C碰到可能对积分值产生任意大影响的被积函数,您可能永远不会从积分区间的那部分采样。

在实践中,自适应正交方案试图估计误差,并且这些误差估计对于大多数实际情况非常可靠,其中被积函数是平滑的并且导数是有界的(即使您不知道界限),但是没有理论保证一般平滑被积函数。

我建议您查看像 Maple 和 Mathematica 这样的符号计算软件包,它们提供任意高精度的浮点运算并具有强大的数值正交例程。