卡馬克魔數的研究

2021-06-27 04:29:15 字數 933 閱讀 2619

關於卡馬克魔數,wiki上面有詳細的介紹。這裡我所關注的是,為什麼數學上的最優解在迭代一次以後效果反而沒有魔數要好?其實,作出y-1/x^2=0的圖以後,會發現這樣乙個特徵:對於給定的乙個估計y和真實值1/sqrt(x)的誤差e(y)=|y-1/sqrt(x)

|,我們會驚奇的發現在真實值左側的估計收斂速度要比右側的要快,換句話說,在同等誤差條件下,我們寧願去低估而非高估。所以,數學的最優解雖然給出了誤差最小的估計,但是有很大一部分點是被高估了的。

現在,進行這樣乙個猜想:我們試圖把最優估計的sigma引數往上push非常小的一段距離,這樣一些原來被高估的數就被低估了,那些數的收斂效果肯定是得到增益了,同樣,那些原來被高估的很多的數,現在雖然依然是高估,但是程度減小了,所以收斂效果同樣是被增益了。唯一被削弱的是那些已經被低估的數,這樣做只能讓它們離真實值越來越遠。所以,如果這個push的距離非常非常小,那麼這種削弱是可以忽略不計的,或者說,由於高估到低估帶來的增益遠遠要大於這種削弱。那麼push以後的估計效果,雖然沒有數學最優估計的誤差小,但是可以保證在一次迭代以後誤差絕對比最優估計要小。最優估計僅僅是考慮了促使誤差,但是並沒有考慮迭代對誤差的影響!通過數值解法,我確實可以在一定程度上證實這一猜想的正確性,但是我個人無法準確求出這個push的最優值的解析解是什麼。

卡馬克魔數被證實確實是在數學最優解的基礎上往上push了極小的一段距離(大約0.002),但是,當時發明這個魔數的人並沒有在整個浮點數區間上去進行數值模擬,所以,這個數雖然好,但是並不是最優的。後來,loment在整個32位浮點數區間上進行了模擬,得到了更加準確的結果。但是,這個結果依然不是真正數學意義上的最優解,這個解目前依然是未解之謎。

為什麼不能獲得準確解呢?因為這個過程中必定涉及乙個解超越方程的過程,超越方程是無解析解的。。。或許這個問題能有其他的優化方法,但是這就不得而知了,或許這就是乙個新的尚待解決的數學猜想。。。

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