西华大学研究生课程考试试题
课程名称: 计算方法 考试类型(考试或考查): 考试 年 级: 2012 学时: 54 考试时间: 120 专 业: 学生姓名: 学号:
一、(10分)设2
12
S gt =
,假定g 是准确的,而对t 的测量有0.1s ±的误差,问当t 变化时,S 的误差有怎样的变化规律?
解:()()0.1S gt t gt δδ== ()
()
0.2()2
||
r S t S S t
t
δδδ=
==
所以当t 增加时S 的绝对误差增加,相对误差减少。
二、(12分)用下列两种方法求1020x
e x +-=的根,要求误差不超过
41
102
-?,这两种方法的计算量(迭代次数)是多少? (1) 在区间[0,1]内用二分法;
(2) 用迭代公法1210
k
x k e x +-=,取初值00x =。
解:(1)令()102x
f x e x =+-。因为(0)0f <,(1)0f >,()0f x '>,所以方程()0
f x =在区间[0,1]内有唯一的根*
x 。由公式*
4
1
101||1022
k k x x -+--≤
,得14k =,即迭代14次;
(2)令2()10x
e x ?-=,当[
0,0.5]x ∈时,
()[0,0.5]x ?∈,|()|0.825110
x
e x L ?'=≤=<,故迭代1210
k
x k e x +-=在[0,0.5]收敛。
此时*
46651
||||0.000007201012
L x x x x L --≤-≤-,迭代6次。
三、(12分)说明不能用三角分解法求解方程组1231231
23238
241946721
x x x x x x x x x ++=??
++=??++=?。对方程组进行适当处
理,使之能用三角分解法求解,求出它的解。
解:设123241467A ?? ?
= ? ???
,因20A =,故方程组不能直接用三角分解法求解,但
det()100A =-≠,可交换第一和第三方程,则可用三角分解法求解。
将方程组改为1231231
23467212419238x x x x x x x x x ++=??++=??++=?,则467241123A ??
?
= ? ?
??。令A L U =,由
1000.5100.250.51L ?? ?= ? ???,46
701 2.500 2.5U ?? ?=- ? ???
。令UX Y =,原方程组化为LY b =,解
得(21, 1.5,3.5)T Y =-,最后得(0.2,2,1.4)T X =-。
四、(10分)设
120210002A ??
??=-??
????
计算1||||A ,||||A ∞,()A ρ及1()cond A 。 解:1||||||||3A A ∞==
;A 的特征值为,2,12,1i i +-,
故()5
A ρ=;10.20.400.40.20000.5A --??
?= ? ???
,故1()0.63 1.8cond A =?=
五、(10分)试列出解下列方程组的Jacobi 迭代公式和Gauss Seidel -迭代公式,并考察迭
代过程的收敛性。
134123
12341234105783113282322717
x x x x x x x x x x x x x x +-=-??+-=??
+-+=??-++=?。 解:Jacobi 迭代公式:
(1)
()()
134(1)()()213(1)()
()()31
2
4
(1)()()()
4
123(75)/10(113)/8
(2332)/8
(1722)/7
k k k k k k k k k k k k k k x x x x x x x x
x
x x x x x ++++?=--+?=-+??=----??=-+-?
Gauss Seidel -迭代公式:
(1)()()
134(1)(1)()213(1)(1)
(1)()31
2
4
(1)(1)(1)(1)
4
123(75)/10(113)/8
(2332)/8
(1722)/7
k k k k k k k k k k k k k k x x x x x x x x
x
x x x x x ++++++++++?=--+?=-+??=----??=-+-?
由于方程组的系数矩阵是严格对角占优矩阵,故Jacobi 迭代公式和Gauss Seidel -迭代公
式都是收敛的。
六、(10分)利用以下表
选用一次、二次插值计算的近似值,并依余项公式估计误差。 解:(1)取011x =,112x =,两点插值得
11.751211.7511
ln11.75 2.39790 2.48491 2.4631611121211
--≈
+=--
误差为21
(11.75)(11.7511)(11.7512)2R ξ
=--,1112ξ<<。 故21
|(11.75)||(11.7511)(11.7512)|0.00852211
R ≤
--≈? (2)取011x =,112x =,213x =,二次插值得
(11.7512)(11.7513)(11.7511)(11.7513)
ln11.75 2.39790 2.48491(1112)(1113)(1211)(1213)
----≈
++----
(11.7511)(11.7512)
2.56495 2.47343(1311)(1312)
--≈--
误差为321
(11.75)(11.7511)(11.7512)(11.7513)6R ξ
=----,1113ξ<<。 故22
1
|(11.75)||(11.7511)(11.7512)(11.7513)|0.00032283611
R ≤
---≈?
七、(10分)观测物体的直线运动,得出以下数据
解:从数据来看,距离与时间大致是线性关系,设运动方程为S at b =+,由数据得矛盾方程:
000.9101.930
3503.9805110
a b a b a b a b a b a b +=??+=?
?+=?
+=??+=?
+=? 法方程为
614.7280
14.753.631078
b a b a +=??
+=? 解得7.8550478b =-,22.25376a =,所以运动方程为
22.253767.8550478S t =-。
八、(10分)用下列方法计算积分31dx
x
?,并比较结果
(1) 复合梯形公式(n=4), (2) 复合Simpson 公式(n=2)。 解:(1),设1()f x x =
,将[1,3]4等分,31
0.54
h -=
=,10.5i x i =+,则 41
[(1)2(1.5)2(2)2(2.5)(3)] 1.1166674T f f f f f =++++≈
(2)21[(1)2(2(3)] 1.166672T f f f =++≈,所以24241
1.133
S T T =-=0000。
九、(10分)对于初值问题:
100,01
(0)1y y x y '+=≤≤??=?
,
用显式Euler 方法求解,步长h 取什么范围的值,才能使计算稳定。若用梯形公式计算,
步长h 有无限制?
解:对于实验方程y y λ'=步长满足|1|1h λ+<显式Euler 方法才是绝对稳定的。所以对于本问题来说,当|110|1h -<时,用显式Euler 方法求解,步长h 取什么范围的值,才能使计算稳定,即当00.2h <<时,才能使计算稳定。 由于梯形方法,只要0λ<都是稳定的,本问题中10λ=-,所以若用梯形公式计算,步长h 无限制。
十、(6分)
实际问题中,需要计算标准正态分布函数22
()t x
x dt -
Φ=
?
在1x =的值,但是身边没有正态分布表,只有一个计算器可以进行指数运算。请用所学的计算方法知识,给出一个计算(1)Φ的近似值的方法(只需给出计算公式)。
解:因为
2
2
(0)0.5
t
dt
-
Φ==
?,所以22
11
22
(1)0.5
t t
dt dt
--
Φ==+
??,
又
22
11
22
1
2
t t
dt dt
--
-
=
??,用高斯求积公式计算积分2
1
2
t
dt
-
-
?就可得
到(1)
Φ的近似值。
注:此题也可直接用数值积分的方法
2
1
2
t
dt
-?。
2012 年(秋)季学期 课程名称:计算方法 C卷(闭卷)
2012 年(秋)季学期
2012 年(秋)季学期
2012 年(秋)季学期
2012 年 秋 季 (计算方法) (C) 卷标准答案及评分细则 一、 填空题 (每题2分,共20分) 1、 截断 舍入 ; 2、则 ()0n k k l x =∑= 1 ,()0 n k j k k x l x =∑= j x , 4、 12 。 4、 2.5 。 5、10 次。 6、A 的各阶顺序主子式均不为零。 7 、1A ρ=+() ,则6 A ∞ =。 二、综合题(共80分) 1. (本题10分)已知f (-1)=2,f (1)=3,f (2)=-4,求拉格朗日插值多项式)(2x L 及f (1,5)的近似值,取五位小数。 解: )12)(12() 1)(1(4)21)(11()2)(1(3)21)(11()2)(1(2)(2-+-+? --+-+?+------? =x x x x x x x L (6分) )1)(1(34 )2)(1(23)2)(1(32-+--+---= x x x x x x (2分) 04167.024 1 )5.1()5.1(2≈= ≈L f (2分) 2. (本题10分)用复化Simpson 公式计算积分()?=1 0sin dx x x I 的近似值,要求误差限为5105.0-?。 ()()0.9461458812140611=???? ??+??? ??+= f f f S (3分) ()()0.94608693143421241401212=???? ??+??? ??+??? ??+??? ??+= f f f f f S (4分) 5-12210933.0151 ?=-≈ -S S S I 94608693.02=≈S I (3分) 或利用余项:()() -+-+-==!9!7!5!31sin 8 642x x x x x x x f () -?+?-=!49!275142) 4(x x x f ()51 )4(≤ x f
注:1、教师命题时题目之间不留空白; 2、考生不得在试题纸上答题,教师只批阅答题册正面部分,若考北师大网络教育——数值分析——期末考试卷与答案 一.填空题(本大题共4小题,每小题4分,共16分) 1.设有节点012,,x x x ,其对应的函数()y f x =的值分别为012,,y y y ,则二次拉格朗日插值基函数0()l x 为 。 2.设()2f x x =,则()f x 关于节点0120,1,3x x x ===的二阶向前差分为 。 3.设110111011A -????=--????-??,233x ?? ??=?? ???? ,则1A = ,1x = 。 4. 1n +个节点的高斯求积公式的代数精确度为 。 二.简答题(本大题共3小题,每小题8分,共24分) 1. 哪种线性方程组可用平方根法求解?为什么说平方根法计算稳定? 2. 什么是不动点迭代法?()x ?满足什么条件才能保证不动点存在和不动点迭代序列收敛于()x ?的不动点? 3. 设n 阶矩阵A 具有n 个特征值且满足123n λλλλ>≥≥≥ ,请简单说明求解矩阵A 的主特征值和特征向量的算法及流程。 三.求一个次数不高于3的多项式()3P x ,满足下列插值条件: i x 1 2 3 i y 2 4 12 i y ' 3 并估计误差。(10分) 四.试用1,2,4n =的牛顿-科特斯求积公式计算定积分1 01 1I dx x =+? 。(10分) 五.用Newton 法求()cos 0f x x x =-=的近似解。(10分) 六.试用Doolittle 分解法求解方程组:
注:1、教师命题时题目之间不留空白; 2、考生不得在试题纸上答题,教师只批阅答题册正面部分,若考 12325610413191963630 x x x -?????? ??????-=?????? ??????----?????? (10分) 七.请写出雅可比迭代法求解线性方程组1231231 23202324 812231530 x x x x x x x x x ++=?? ++=??-+=? 的迭代格式,并 判断其是否收敛?(10分) 八.就初值问题0(0)y y y y λ'=??=?考察欧拉显式格式的收敛性。(10分)
《数值计算方法》复习试题 一、填空题: 1、????? ?????----=410141014A ,则A 的LU 分解为 A ??? ?????????=? ?????????? ?。 答案: ?? ????????--??????????--=1556141501 4115401411A 2、已知3.1)3(,2.1)2(,0.1)1(===f f f ,则用辛普生(辛卜生)公式计算求得 ?≈3 1 _________ )(dx x f ,用三点式求得≈')1(f 。 答案:, 3、1)3(,2)2(,1)1(==-=f f f ,则过这三点的二次插值多项式中2 x 的系数为 , 拉格朗日插值多项式为 。 答案:-1, )2)(1(21 )3)(1(2)3)(2(21)(2--------= x x x x x x x L 4、近似值*0.231x =关于真值229.0=x 有( 2 )位有效数字; 5、设)(x f 可微,求方程)(x f x =的牛顿迭代格式是( ); ( 答案 )(1)(1n n n n n x f x f x x x '--- =+ 6、对1)(3 ++=x x x f ,差商=]3,2,1,0[f ( 1 ),=]4,3,2,1,0[f ( 0 ); 7、计算方法主要研究( 截断 )误差和( 舍入 )误差; 8、用二分法求非线性方程 f (x )=0在区间(a ,b )内的根时,二分n 次后的误差限为 ( 1 2+-n a b ); 9、求解一阶常微分方程初值问题y '= f (x ,y ),y (x 0)=y 0的改进的欧拉公式为
( )] ,(),([2111+++++=n n n n n n y x f y x f h y y ); 10、已知f (1)=2,f (2)=3,f (4)=,则二次Newton 插值多项式中x 2系数为( ); 11、 两点式高斯型求积公式?1 d )(x x f ≈( ?++-≈1 )] 321 3()3213([21d )(f f x x f ),代数精 度为( 5 ); 12、 解线性方程组A x =b 的高斯顺序消元法满足的充要条件为(A 的各阶顺序主子式均 不为零)。 13、 为了使计算 32)1(6 )1(41310-- -+-+ =x x x y 的乘除法次数尽量地少,应将该表 达式改写为 11 ,))64(3(10-= -++=x t t t t y ,为了减少舍入误差,应将表达式 19992001-改写为 199920012 + 。 14、 用二分法求方程01)(3 =-+=x x x f 在区间[0,1]内的根,进行一步后根的所在区间 为 ,1 ,进行两步后根的所在区间为 , 。 15、 、 16、 计算积分?1 5 .0d x x ,取4位有效数字。用梯形公式计算求得的近似值为 ,用辛卜 生公式计算求得的近似值为 ,梯形公式的代数精度为 1 ,辛卜生公式的代数精度为 3 。 17、 求解方程组?? ?=+=+042.01532121x x x x 的高斯—塞德尔迭代格式为 ?????-=-=+++20/3/)51()1(1)1(2)(2)1(1 k k k k x x x x ,该迭 代格式的迭代矩阵的谱半径)(M ρ= 121 。 18、 设46)2(,16)1(,0)0(===f f f ,则=)(1x l )2()(1--=x x x l ,)(x f 的二次牛顿 插值多项式为 )1(716)(2-+=x x x x N 。 19、 求积公式 ?∑=≈b a k n k k x f A x x f )(d )(0 的代数精度以( 高斯型 )求积公式为最高,具 有( 12+n )次代数精度。
《计算方法》期末考试试题 一 选 择(每题3分,合计42分) 1. x* = 1.732050808,取x =1.7320,则x 具有 位有效数字。 A 、3 B 、4 C 、5 D 、6 2. 取7 3.13≈(三位有效数字),则 ≤-73.13 。 A 、30.510-? B 、20.510-? C 、10.510-? D 、0.5 3. 下面_ _不是数值计算应注意的问题。 A 、注意简化计算步骤,减少运算次数 B 、要避免相近两数相减 C 、要防止大数吃掉小数 D 、要尽量消灭误差 4. 对任意初始向量)0(x 及常向量g ,迭代过程g x B x k k +=+)() 1(收敛的充分必要条件是_ _。 A 、11< B B 、1<∞ B C 、1)(数值分析学期期末考试试题与答案(A)
期末考试试卷(A 卷) 2007学年第二学期 考试科目: 数值分析 考试时间:120 分钟 学号 姓名 年级专业 一、判断题(每小题2分,共10分) 1. 用计算机求 1000 1000 1 1 n n =∑时,应按照n 从小到大的顺序相加。 ( ) 2. 为了减少误差,进行计算。 ( ) 3. 用数值微分公式中求导数值时,步长越小计算就越精确。 ( ) 4. 采用龙格-库塔法求解常微分方程的初值问题时,公式阶数越高,数值解越精确。( ) 5. 用迭代法解线性方程组时,迭代能否收敛与初始向量的选择、系数矩阵及其演变方式有 关,与常数项无关。 ( ) 二、填空题(每空2分,共36分) 1. 已知数a 的有效数为0.01,则它的绝对误差限为________,相对误差限为_________. 2. 设1010021,5,1301A x -????????=-=-????????-???? 则1A =_____,2x =______,Ax ∞ =_____. 3. 已知5 3 ()245,f x x x x =+-则[1,1,0]f -= ,[3,2,1,1,2,3]f ---= . 4. 为使求积公式 1 1231 ()()(0)33 f x dx A f A f A f -≈- ++? 的代数精度尽量高,应使1A = ,2A = ,3A = ,此时公式具有 次的代数精度。 5. n 阶方阵A 的谱半径()A ρ与它的任意一种范数A 的关系是 . 6. 用迭代法解线性方程组AX B =时,使迭代公式(1) ()(0,1,2,)k k X MX N k +=+=产 生的向量序列{ }() k X 收敛的充分必要条件是 . 7. 使用消元法解线性方程组AX B =时,系数矩阵A 可以分解为下三角矩阵L 和上三角矩
数值分析期末考试复习题及其答案 1. 已知325413.0,325413* 2* 1==X X 都有6位有效数字,求绝对误差限。(4分) 解: 由已知可知,n=6 5.01021 ,0,6,10325413.0016*1=?= =-=?=ε绝对误差限n k k X 2分 620* 21021,6,0,10325413.0-?=-=-=?=ε绝对误差限n k k X 2分 2. 已知?????=001A 220 - ???? ?440求21,,A A A ∞ (6分) 解: {},88,4,1max 1==A 1分 {},66,6,1max ==∞A 1分 () A A A T max 2λ= 1分 ?????=001A A T 420 ?? ?? ? -420?????001 220 - ?????440=?????001 080 ???? ?3200 2分 {}3232,8,1max )(max ==A A T λ 1分 24322==A 3. 设3 2 )()(a x x f -= (6分) ① 写出f(x)=0解的Newton 迭代格式 ② 当a 为何值时,)(1k k x x ?=+ (k=0,1……)产生的序列{}k x 收敛于2 解: ①Newton 迭代格式为: x a x x x a x a x x a x x x f x f x x k k k k k k k k k k 665)(665)(6)()(')(2 2 32 1 += +=---=-=+? 3分
②时迭代收敛即当222,112 10)2(',665)('2<<-<-=-=a a x a x ?? 3分 4. 给定线性方程组Ax=b ,其中:? ??=1 3A ??? 22,??????-=13b 用迭代公式)()()()1(k k k Ax b x x -+=+α(k=0,1……)求解Ax=b ,问取什么实数α,可使迭代收 敛 (8分) 解: 所给迭代公式的迭代矩阵为?? ? --? ??--=-=ααααα21231A I B 2分 其特征方程为 0) 21(2)31(=----= -αλα ααλλB I 2分 即,解得αλαλ41,121-=-= 2分 要使其满足题意,须使1)(《数值计算方法》试题集及答案
《数值计算方法》复习试题 一、填空题: 1、????? ?????----=410141014A ,则A 的LU 分解为 A ??? ?????????=? ?????????? ?。 答案: ?? ????????--??????????--=1556141501 4115401411A 3、1)3(,2)2(,1)1(==-=f f f ,则过这三点的二次插值多项式中2 x 的系数为 ,拉 格朗日插值多项式为 。 答案:-1, )2)(1(21 )3)(1(2)3)(2(21)(2--------= x x x x x x x L 4、近似值*0.231x =关于真值229.0=x 有( 2 )位有效数字; 5、设)(x f 可微,求方程)(x f x =的牛顿迭代格式就是( ); 答案 )(1)(1n n n n n x f x f x x x '--- =+ 6、对1)(3 ++=x x x f ,差商=]3,2,1,0[f ( 1 ),=]4,3,2,1,0[f ( 0 ); 7、计算方法主要研究( 截断 )误差与( 舍入 )误差; 8、用二分法求非线性方程 f (x )=0在区间(a ,b )内的根时,二分n 次后的误差限为 ( 1 2+-n a b ); 10、已知f (1)=2,f (2)=3,f (4)=5、9,则二次Newton 插值多项式中x 2系数为( 0、15 ); 11、 解线性方程组A x =b 的高斯顺序消元法满足的充要条件为(A 的各阶顺序主子式均 不为零)。 12、 为了使计算 32)1(6 )1(41310-- -+-+ =x x x y 的乘除法次数尽量地少,应将该表 达式改写为 11 ,))64(3(10-= -++=x t t t t y ,为了减少舍入误差,应将表达式
计算方法考试题(一) 满分70分 一、选择题:(共3道小题,第1小题4分,第2、3小题3分,共10分) 1、将A 分解为U L D A --=,其中),,(2211nn a a a diag D =,若对角阵D 非奇异(即),1,0n i a ii =≠,则b Ax =化为b D x U L D x 1 1)(--++=(1) 若记b D f U L D B 111 1),(--=+= (2) 则方程组(1)的迭代形式可写作 ) 2,1,0(1 )(1)1( =+=+k f x B x k k (3) 则(2)、(3)称 【 】 (A)、雅可比迭代。(B)、高斯—塞德尔迭代 (C)、LU 分解 (D)、Cholesky 分解。 2、记*x x e k k -=,若0lim 1≠=+∞→c e e p k k k (其中p 为一正数)称序列}{k x 是 【 】 (A)、p 阶收敛; (B)、1阶收敛; (C)、矩阵的算子范数; (D)、p 阶条件数。 3、牛顿切线法的迭代公式为 【 】 (A)、 ) () (1k x f x f x x k k k '- =+ (B)、 )()())((111--+--- =k k k k k k k x f x f x x x f x x 1 )() ()1()()()(x x f x f x f k i k i k i ??+=+ (D)、 )() ()()1(k k k x f x x -=+ 二、填空题:(共2道小题,每个空格2分,共10分) 1、设0)0(f =,16)1(f =,46)2(f =,则一阶差商 ,二阶差商=]1,2,0[f ,)x (f 的二次牛顿 插值多项式为 2、 用二分法求方程 01x x )x (f 3 =-+=在区间]1,0[内的根,进行第一步后根所在的区间为 ,进行第二步后根所在的区间 为 。 三、计算题:(共7道小题,第1小题8分,其余每小题7分,共50分) 1、表中各*x 都是对准确值x 进行四舍五入得到的近似值。试分别指出试用抛物插值计算115的近似值,并估计截断误差。 3、确定系数101,,A A A -,使求积公式 ) ()0()()(101h f A f A h f A dx x f h h ++-≈? -- (1) 具有尽可能高的代数精度,并指出所得求积公式的代数精度。
《计算方法》期中复习试题 一、填空题: 1、已知3.1)3(,2.1)2(,0.1)1(===f f f ,则用辛普生(辛卜生)公式计算求得 ?≈3 1 _________ )(dx x f ,用三点式求得≈')1(f 。 答案:, 2、1)3(,2)2(,1)1(==-=f f f ,则过这三点的二次插值多项式中2 x 的系数为 , 拉格朗日插值多项式为 。 答案:-1, )2)(1(21 )3)(1(2)3)(2(21)(2--------= x x x x x x x L 3、近似值*0.231x =关于真值229.0=x 有( 2 )位有效数字; 4、设)(x f 可微,求方程)(x f x =的牛顿迭代格式是( ); 答案 )(1)(1n n n n n x f x f x x x '--- =+ 5、对1)(3 ++=x x x f ,差商=]3,2,1,0[f ( 1 ),=]4,3,2,1,0[f ( 0 ); 6、计算方法主要研究( 截断 )误差和( 舍入 )误差; 7、用二分法求非线性方程f (x )=0在区间(a ,b )内的根时,二分n 次后的误差限为 ( 1 2+-n a b ); 8、已知f (1)=2,f (2)=3,f (4)=,则二次Newton 插值多项式中x 2系数为( ); 11、 两点式高斯型求积公式?1 d )(x x f ≈( ?++-≈1 )] 321 3()3213([21d )(f f x x f ),代数精 度为( 5 ); 12、 为了使计算 32)1(6 )1(41310-- -+-+ =x x x y 的乘除法次数尽量地少,应将该表 达式改写为 11 ,))64(3(10-= -++=x t t t t y ,为了减少舍入误差,应将表达式 19992001-改写为 199920012 + 。
考完试了,顺便把记得的题目背下来,应该都齐全了。我印象中也就只有这些题,题 目中的数字应该是对的,我也验证过,不过也不一定保证是对的,也有可能我也算错了。 还有就是试卷上面的题目可能没有我说的这么短,但是我也不能全把文字背下来,大概意 思就是这样吧。每个部分的题目的顺序可能不是这样,但总体就是这四大块。至于每道题 目的分值,我记得的就写出来了,有些题目没注意。我题目后面写的结果都是我考试时算 出来的,考完了也懒得验证了,可能不一定对,自己把握吧,仅供参考。 华南理工大学2016计算机计算方法(数值分析)考试试卷 一填空题(16分) 1.(6分)X* = 3.14,准确值x = 3.141592,求绝对误差e(x*) = ,相对误差e r(x*) = ,有效数位是。 2.(4分)当插值函数的n越大时,会出现龙格现象,为解决这个问题,分段函数不一个 不错的办法,请写出分段线性插值、分段三次Hermite插值和三次样条插值各自的特点。 3.(3分)已知x和y相近,将lgx – lgy变换成可以使其计算结果更准确。 4.(3分)已知2x3 – 3x2 +2 = 0,求牛顿迭代法的迭代式子。 解题思路:1. 这里的绝对误差和相对误差是没有加绝对值的,而且要注意是用哪个数减去哪个数得到的值,正负号会不一样;2. 可以从它们函数的连续性方面来说明;3. 只要满足课本所说的那几个要求就可以;这个记得迭代公式就可以直接写,记不住可以自己推导, 就是用泰勒展开式来近似求值得到的迭代公式。 我最终的结果是: 1.-0.001592 -0.000507 3 2.分段线性插值保证了插值函数的连续性,但是插值函数的一次导数不一定连续; 分段三次Hermite既保证了插值函数的连续性,也保证了其一次导数的连续性; 三次样条插值保证了插值函数及其一次导数和二次导数的连续性 3.lg(x/y) 4.x k+1 = x k – (2x3 – 3x2 +2)/(6x2 -6x) 二计算题(64分) 1.已知f(x) = x3 –x -1,用对分法求其在[0 , 2]区间内的根,误差要满小于0.2,需要对分多 少次?请写出最后的根结果。 解题思路:每次求区间的中值并计算其对应的函数值,然后再计算下一个区间中值及函数值,一直到两次区间中值的绝对值小于0.2为止。 我最终算得的对分次数是4,根的结果为11/8. 2.根据以下数据回答相应问题: x-2045 y51-31 (1)请根据以上数据构造Lagrange三次插值函数; (2)请列出差商表并写出Newton三次插值函数。 解题思路:(1) 直接按照书本的定义把公式列出来就可以了,这个要把公式记住了才行,不然也写不了;(2)差商表就是计算Newton三次插值函数过程中计算到的中间值及结
一、单项选择题(每小题3分,共15分) 1. 3.142和3.141分别作为的近似数具有( )和( )位有效数字. A .4和3 B .3和2 C .3和4 D .4和4 2. 已知求积公式 ,则=( ) A . B . C . D . 3. 通过点 的拉格朗日插值基函数满足( ) A . =0, B . =0, C .=1, D . =1, 4. 设求方程 的根的牛顿法收敛,则它具有( )敛速。 A .超线性 B .平方 C .线性 D .三次 5. 用列主元消元法解线性方程组 作第一次消元后得到的第3个方程( ). A . B . C . D . π()()2 1 121 1()(2)636f x dx f Af f ≈ ++? A 1613122 3()()0011,,,x y x y ()()01,l x l x ()00l x ()110l x =() 00l x ()111 l x =() 00l x ()111 l x =() 00l x ()111 l x =()0 f x =12312312 20 223332 x x x x x x x x ++=?? ++=??--=?232 x x -+=232 1.5 3.5 x x -+=2323 x x -+=
单项选择题答案 1.A 2.D 3.D 4.C 5.B 二、填空题(每小题3分,共15分) 1. 设, 则 , . 2. 一阶均差 3. 已知时,科茨系数 ,那么 4. 因为方程 在区间 上满 足 ,所以 在区间内有根。 5. 取步长,用欧拉法解初值问题 的计算公 式 . 填空题答案 230.5 1.5 x x -=-T X )4,3,2(-==1||||X 2||||X =()01,f x x = 3n =()()() 33301213,88C C C === () 3 3C =()420 x f x x =-+=[]1,2()0 f x =0.1h =()211y y y x y ?'=+?? ?=?
,取 , ,取初始值, 近似解的梯形公式是 ,则== = =
10、设,当时,必有分解式,其中 L为下三角阵,当其对角线元素足条件时,这种分解是唯一的。 二、计算题(共60 分,每题15分) 1、设 在上的三次Hermite插值多项式H(x)使满 (1)试求 足H(x)以升幂形式给出。 (2)写出余项的表达式 2、 已知的满足,试问如何利用构造一 个收敛的简单迭代函数,使0,1…收敛? 3、试确定常数A,B,C和,使得数值积分公式 有尽可能高的代数精度。试问所得的数值积分公式代数精度是多少?它是否为Gauss型的? 4、推导常微分方程的初值问题的数值解公式:
三、证明题 1、设 (1)写出解 的Newton迭代格式 (2)证明此迭代格式是线性收敛的 2、设R=I-CA,如果,证明: (1)A、C都是非奇异的矩阵 (2) 参考答案: 一、填空题 1、2.3150 2、 3、 4、1.5 5、 6、 7、 8、收敛
9、O(h) 10、 二、计算题 1、1、(1) (2) ,可得 2、由 因故 故,k=0,1,…收敛。 3、,该数值 求积公式具有5次代数精确度,它是Gauss型的 4、数值积分方法构造该数值解公式:对方程在区间 上积分,得 ,记步长为h,对积分
用Simpson求积公式得 所以得数值解公式: 三、证明题 1、证明:(1)因,故,由Newton 迭代公式: n=0,1,… 得,n=0,1,… (2)因迭代函数,而, 又,则 故此迭代格式是线性收敛的。 2、证明:(1)因,所以I–R非奇异,因I–R=CA,所以C,A都是非奇异矩阵 (2)(2)故则有
1.已知 ln(2.0)=0.6931;ln(2.2)=0.7885,ln(2.3)=0 .8329,试用线性插值和抛物插值计算.ln2.1的值并估计误差 2.已知x=0,2,3,5对应的函数值分别为y=1,3,2,5.试求三次多项式的插值 3. 分别求满足习题1和习题2 中插值条件的Newton插值 (1) (2)
3()1(2)(2)(3) 310 N x x x x x x x =+--+--4. 给出函数f(x)的数表如下,求四次Newton 插值多项式,并由此计算f(0.596)的值 解:
5.已知函数y=sinx的数表如下,分别用前插和后插公式计算sin0.57891的值
6.求最小二乘拟合一次、二次和三次多项式,拟合如下数据并画出数据点以及拟合函数的图形。 (a) (b)
7.试分别确定用复化梯形、辛浦生和中矩形 求积公式计算积分2 14dx x +?所需的步长h ,使得精度达到5 10 -。 8.求A 、B 使求积公式 ?-+-++-≈1 1)] 21()21([)]1()1([)(f f B f f A dx x f 的 代数精度尽量高,并求其代数精度;利用 此公式求? =2 1 1dx x I (保留四位小数)。 9.已知 分别用拉格朗日插值法和牛顿插值法求
) (x f 的三次插值多项式)(3 x P ,并求)2(f 的近 似值(保留四位小数)。 10.已知 求)(x f 的二次拟合曲线)(2 x p ,并求)0(f 的近似值。 11.已知x sin 区间[0.4,0.8]的函数表
数值分析复习试题 第一章 绪论 一. 填空题 1.* x 为精确值 x 的近似值;() **x f y =为一元函数 ()x f y =1的近似值; ()**,*y x f y =为二元函数()y x f y ,2=的近似值,请写出下面的公式:**e x x =-: *** r x x e x -= ()()()*'1**y f x x εε≈? ()() () ()'***1**r r x f x y x f x εε≈ ? ()()()() ()* *,**,*2**f x y f x y y x y x y εεε??≈?+??? ()()()()() ** * *,***,**222r f x y e x f x y e y y x y y y ε??≈ ?+??? 2、 计算方法实际计算时,对数据只能取有限位表示,这时所产生的误差叫 舍入误 差 。 3、 分别用2.718281,2.718282作数e 的近似值,则其有效数字分别有 6 位和 7 位;又取 1.73≈-21 1.73 10 2 ≤?。 4、 设121.216, 3.654x x ==均具有3位有效数字,则12x x 的相对误差限为 0.0055 。 5、 设121.216, 3.654x x ==均具有3位有效数字,则12x x +的误差限为 0.01 。 6、 已知近似值 2.4560A x =是由真值T x 经四舍五入得 到,则相对误差限为 0.0000204 . 7、 递推公式,??? ? ?0n n-1y =y =10y -1,n =1,2, 如果取0 1.41y ≈作计算,则计算到10y 时,误 差为 81 10 2 ?;这个计算公式数值稳定不稳定 不稳定 . 8、 精确值 14159265.3* =π,则近似值141.3*1=π和1415.3*2=π分别有 3
计算方法模拟试题 一、 单项选择题(每小题3分,共15分) 1.近似值210450.0?的误差限为( )。 A . 0.5 B. 0.05 C . 0.005 D. 0.0005. 2. 求积公式)2(3 1 )1(34)0(31)(2 0f f f dx x f ++≈ ?的代数精确度为( )。 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 3. 若实方阵A 满足( )时,则存在唯一单位下三角阵L 和上三角阵R ,使LR A =。 A. 0det ≠A B. 某个0 det ≠k A C. )1,1(0det -=≠n k A k D. ),,1(0det n k A k =≠ 4.已知?? ?? ? ?????=531221112A ,则=∞A ( )。 A. 4 B. 5 C. 6 D 9 5.当实方阵A 满足)2(,221>>-=i i λλλλ,则乘幂法计算公式1e =( )。 A. 1+k x B. k k x x 11λ++ C. k x D. k k x x 11λ-+ 二、填空题(每小题3分,共15分) 1. 14159.3=π,具有4位有效数字的近似值为 。 2. 已知近似值21,x x ,则=-?)(21x x 。 3.已知1)(2-=x x f ,则差商=]3,2,1[f 。 4.雅可比法是求实对称阵 的一种变换方法。