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差异万岁!
分别被简单命名为“1号”和“2号”的两台差分机都是自动曲柄操作的机械计算器,其设计目的是创建零差错表格。差分机根据艾萨克·牛顿(1642—1727)的均差法生产出印刷板模具的。巴贝奇之所以选择这种方法是因为它完全依赖于加法(在现代计算机中,减法就是负数的加法),可以避免使用在机械上更难实现的乘法和除法。巴贝奇的差分机2号可以存储8位数字,具有31位精度,并能准确制出七次多项式表格。
均差法的原则是,差分可以减少多项式的1个阶次。如果这样反复进行就可以得到一个0阶次的多项式,也就是一个常数。下方的表格以一个二阶(或二次)多项式为例子演示了该方法。第一列显示相继值x=0,1,2,3,4;第二列显示的是相应值p(x);第三列为第二列中两个相邻值的一阶差分d1(x);第四列则是两个相邻值一阶差分的二阶差分d2(x)。对于二次多项式来说,二阶差分恒定为常数,在这个例子中就是6。按照从左到右的顺序,这个表格很简单就可以构建出来。前面的几个值一填进去,就可以根据从右上角到左下角对角线顺序的值得到后续的值。要计算p(5),只要先用第四列的值6(常数)与第三列的19相加得到25,再加上第二列的数字42就可以得出p(5)等于25+42=67。重复上述步骤,可以得出p(6)=98,以此类推。
表格值p(x)=3x2—2x+2(由D.斯考特博士提供)