全微分估计圆柱体体积误差

把半径和高度的测量误差放进 V=πr²h。拖动 r、h、dr、dh,观察精确变化 ΔV 与一阶近似 dV 的距离。

V = πr²h dV = 2πrh·dr + πr²·dh

误差如何传到体积

原测量 半径误差 高度误差
圆柱体半径和高度测量误差示意图 圆柱体的虚线轮廓表示加入半径和高度误差后的新尺寸,彩色区域表示误差传递的方向和大小。 底面固定,比较测量前后的尺寸
精确变化 ΔV = π(r+dr)²(h+dh) - πr²h
线性估计 dV = 2πrh·dr + πr²·dh
被忽略部分 ΔV - dV = 二阶及更高阶小量

测量值与误差

原体积 V
精确变化 ΔV
全微分 dV
估计相对误差

一阶贡献拆分

半径项
高度项
二阶残差