有位數(shù)學(xué)老師為了讓班上同學(xué)練習(xí)使用計算器,出了一道聯(lián)立方程要大家求解。
35.26x+14.95y=28.35
187.3x+79.43y=83.29
他自己并沒有親自計算過這道題目,因為他是從參考書上抄下來的,因此他已經(jīng)知道答案了。但他在抄題時看錯了一個系數(shù),把書上的14.96寫成14.95。在講課時,他發(fā)現(xiàn)了這個錯誤,但是心想反正只相差這么一點點,應(yīng)該沒什么影響。
然而,當(dāng)學(xué)生交出答案時,他發(fā)現(xiàn)每個人的答案都一樣,但與書上的標(biāo)準(zhǔn)答案卻有很大的差距。這時他才開始針對兩種情況,親自求出解答。他會發(fā)現(xiàn)什么?書上的答案錯了嗎?學(xué)生的答案錯了嗎?
分析與解答
這就是數(shù)學(xué)上所謂的“病態(tài)方程”(ill-conditioned equation)。如果照老師所出的題目,答案是:
x=1 776 y=4186
但若依照參考書上的原題,答案應(yīng)是:
x=-770 y=1816
把兩個方程式看成是兩條直線,則兩者的斜率非常接近:-2.358 5和-2.358 1,只差0.000 4。因此其中一條直線斜率的微小變化,會對兩者的交點產(chǎn)生重大影響。