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算圖

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算圖(nomograph )又稱諾謨圖或列線圖。圖算法所用的圖。根據運算方程式或實驗結果,應用幾何原理用若干有標尺的線條所繪成的運算用圖。廣泛應用於科學和工程計算。 [1] 
中文名
算圖
外文名
nomograph
又    稱
諾謨圖或列線圖
應    用
科學和工程計算
學    科
數學
領    域
數學

算圖簡介

算圖(nomograph )又稱諾謨圖或列線圖,是一種利用圖像來進行計算(查圖)的工具,是一個二維的圖像,用來進行非精確的計算。其使用的座標系不同於笛卡爾座標系。用另一種方式來解釋,諾謨圖是一個帶有座標的二維函數圖像,通過它,如果已知了第n-1個參數,就可以用來查得第n個參數,或者通過固定一些參數來研究固定參數和未固定參數之間的關係。就像計算尺一樣,諾謨圖是一種圖形計算工具,其精度也取決於查圖時的數據點在圖上點出、引申的準確程度,直線直的程度。諾謨圖大多用於非精確的計算滿足實際使用的精度要求的情況。此外,諾謨圖也用於檢查精確計算方法的結果。
計算尺是一種通用的計算工具。特定的諾謨圖通常是針對某一個特定的計算,圖和刻度按照一定的相對位置有序組織,使圖上各個量之間成比例(在圖上的長度,而非真實值)。

算圖分類

算圖分為貫線算圖和網絡算圖兩類。

算圖貫線算圖

貫線算圖又名列線圖,它的基本要求為三點共線。

算圖網絡算圖

同貫線算圖的三點共線形成幾何學對偶關係。對於給定算式F(u,υ,ω)=0,網絡算圖的適用範圍比貫線算圖更為廣泛,但其使用和製作比貫線算圖困難,精度也低。因此,網絡算圖只成為算圖中次要類型,或與主要類型貫線算圖配合使用。
下面以二次方程 t2+pt+q=0為例繪製網絡算圖。在此,算式F(p,q,t)=0,用直角座標,使p=x, q=y而形成p族直線和q族直線(即縱橫座標網)。當t取0,±1,±2等值,可得q=0, ±p+q+1=0, ±2p+q+4=0 等直線,形成t族直線。當pq取定值,此p線和q線交點所經過的t線有兩條,即可以讀出所求t的兩根。
除三元算式以外,四元算式以及五元以上的算式,也都可作出算圖。對於四元算式F(u,υ,ω ,t)=0在一定條件下可引入過渡變元R,將原式分解為兩個三元函數:F1(u,υ,R)=0,F2(ω ,t,R)=0。
作出兩個Z形貫線圖。R尺為兩算圖的共同尺度,其上不用刻度點,只使第一貫線的交點決定第二貫線即可。這樣,sin B=b,sin A/αb=α sin B/sin A的值可以讀出。
上述四元算式的分解法是由兩組貫線算圖利用共同尺度複合而成,故稱為複合算圖。也可由貫線算圖與網絡算圖相結合或兩網絡算圖相結合,甚至用三組複合算圖來處理更復雜的多元算式。

算圖參見

參考資料
  • 1.    施妙根, 顧麗珍. 科學和工程計算基礎[M]. 清華大學出版社有限公司, 1999.