1. 和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.
单项选择题答案
得 评卷分 人
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
1. 9和 2. 3. 4. 5. 得 评卷分 人 三、计算题(每题15分,共60分)
1. 已知函数的一组数据: 求分段线性插值函数,并计算的近似值.
计算题1.答案
1. 解 ,
,
所以分段线性插值函数为
2. 已知线性方程组
(1) 写出雅可比迭代公式、高斯-塞德尔迭代公式;
(2) 对于初始值,应用雅可比迭代公式、高斯-塞德尔迭代公式分
别计算(保留小数点后五位数字).
计算题2.答案
1.解 原方程组同解变形为
雅可比迭代公式为
高斯-塞德尔迭代法公式
用雅可比迭代公式得
用高斯-塞德尔迭代公式得
3. 用牛顿法求方程在之间的近似根
(1)请指出为什么初值应取2? (2)请用牛顿法求出近似根,精确到.
计算题3.答案
3. 解 ,,
,,,故取作初始值 迭代公式为 , ,,
,
方程的根
4. 写出梯形公式和辛卜生公式,并用来分别计算积分.
计算题4.答案
4 解 梯形公式 应用梯形公式得 辛卜生公式为 应用辛卜生公式得 得 评卷分 人 四、证明题(本题10分)
确定下列求积公式中的待定系数,并证明确定后的求积公式具有3次代数精确度
证明题答案
证明:求积公式中含有三个待定系数,即,将分别代入求积公式,并令其左右相等,得
得,。所求公式至少有两次代数精确度。 又由于
故具有三次代数精确度。
一、 填空(共20分,每题2分)
1. 设 ,取5位有效数字,则所得的近似值x= . 2.设一阶差商 ,
则二阶差商
3. 设, 则 , 。
4.求方程 的近似根,用迭代公式 ,取初始值 , 那么 5.解初始值问题 近似解的梯形公式是
6、 ,则A的谱半径 = 。
7、设 ,
则 和 。
8、若线性代数方程组AX=b 的系数矩阵A为严格对角占优阵,则雅可比迭代和高斯-塞德尔迭代都 。
9、解常微分方程初值问题的欧拉(Euler)方法的局部截断误差为 。
10、为了使计算的乘除法运算次数尽量的少,应将表达式改写
成 。
填空题答案
1、
2、 3、6 和 4、 5、 6、
7、 8、 收敛 9、 10、
二、计算题 (共75 分,每题15分)
1.设
(1)试求 在 上的三次Hermite插值多项式使满足 以升幂形式给出。 (2)写出余项 的表达式
计算题1.答案
1、(1) (2)
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?
计算题2.答案
2、由 ,可得 ,
3. 试确定常数A,B,C和 a,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?
计算题3.答案
3、 ,该数值
求积公式具有5次代数精确度,它是Gauss型的 4. 推导常微分方程的初值问题 的数值解公式: (提示: 利用Simpson求积公式。)
计算题4.答案
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:
5. 利用矩阵的LU分解法解方程 组
计算题5.答案
5、解:
三、证明题 (5分)
1.设 ,证明解 的Newton迭代公式是线性收敛的。
证明题答案
1、
一、填空题(20分)
(1).设是真值的近似值,则
有 位有效数字。 (2). 对, 差商( )。 (3). 设, 则 。 (4).牛顿—柯特斯求积公式的系数
和 。
填空题答案
(1)3 (2)1 (3)7 (4)1
二、计算题
1).(15分)用二次拉格朗日插值多项式的值。
插值节点和相应的函数值是(0,0),(,),(,)。
计算题1.答案
1)
2).(15分)用二分法求方程区间内的一个根,误差限。
计算题2.答案
2)
3).(15分)用高斯-塞德尔方法解方程组 ,取,迭代三次(要求按五位有效数字计算).。
计算题3.答案
3)迭代公式
4).(15分)求系数 。
计算题4.答案
4)
5). (10分)对方程组
试建立一种收敛的Seidel迭代公式,说明理由
计算题5.答案
5) 解:调整方程组的位置,使系数矩阵严格对角占优
故对应的高斯—塞德尔迭代法收敛.迭代格式为
取,经7步迭代可得: .
三、简答题
1)(5分)在你学过的线性方程组的解法中, 你最喜欢那一种方法,为什么?
2)(5分)先叙述Gauss求积公式, 再阐述为什么要引入它。
一、填空题(20分)
1. 若a=是的近似值,则a有( )位有效数字. 2. 是以为插值节点的Lagrange插值基函数,则 ( ).
3. 设f (x)可微,则求方程的牛顿迭代格式是( ).
4. 迭代公式收敛的充要条件是 。
5. 解线性方程组Ax=b (其中A非奇异,b不为0) 的迭代格式中的B称为( ). 给定方程组,解此方程组的雅可比迭代格式为( )。
填空题答案
1.3 2. 3.
4.
5.迭代矩阵,
得 评卷分 人
二、判断题(共10分)
1. 若,则在内一定有根。 ( )
2. 区间[a,b]上的三次样条函数是一个次数不超过三次的多项式。 ( )
3. 若方阵A的谱半径,则解方程组Ax=b 的Jacobi迭代法收敛。 ( )
4. 若f (x)与g (x) 都是n次多项式,且在n+1个互异点上,
则 。 ( )
5. 用近似表示产生舍入误
差。 ( )
判断题答案
1.× 2.× 3.× 4.√ 5.×
得 分 评卷人
三、计算题(70分)
1.
(10分)已知f (0)=1,f (3)=,f (4)=,求过这三点的
二次插值基函数l1(x)=( ),=( ), 插值多项式
P2(x)=( ), 用三点式求得( ).
计算题1.答案
1.
2. (15分) 已知一元方程。
1)求方程的一个含正根的区间;
2)给出在有根区间收敛的简单迭代法公式(判断收敛性); 3)给出在有根区间的Newton迭代法公式。
计算题2.答案
2.(1) (2) (3)
3. (15分)确定求积公式 的待定参数,使其代数精度尽量高,并确定其代数精度.
计算题3.答案
4. (15分)设初值问题 .
(1) 写出用Euler方法、步长h=解上述初值问题数值解的公式; (2) 写出用改进的Euler法(梯形法)、步长h=解上述初值问题数值
解的公式,并求解,保留两位小数。
计算题4.答案
4.
5. (15分)取节点,求函数在区间上的二次插值多项式,并估计误差。
计算题5.答案
5.
=1+2(
,
一、填空题( 每题4分,共20分)
1、数值计算中主要研究的误差
有 和 。 2、设是n次拉格朗日插值多项式的插值基函数,
则 ; 。 3、设是区间上的一组n次插值基函数。则插值型求积公式的代数精度为 ;插值型求积公式中求积系
数 ;且 。 4、辛普生求积公式具有 次代数精度,其余项表达式
为 。 5、则。
填空题答案
1.相对误差 绝对误差 2. 1
3. 至少是n b-a 4. 3 5. 1 0
二、计算题
1、已知函数的相关数据
由牛顿插值公式求三次插值多项式,并计算的近似值。
计算题1.答案
解:差商表 由牛顿插值公式:
2、(10分)利用尤拉公式求解初值问题,其中步长,。
计算题2.答案
解:
3、(15分)确定求积公式
。
中待定参数的值,使求积公式的代数精度尽量高;并指出此时求积公式的代数精度。
计算题3.答案
解:分别将,代入求积公式,可得。
令时求积公式成立,而时公式不成立,从而精度为3。
4、(15分)已知一组试验数据如下 :
求它的拟合曲线(直线)。
计算题4.答案
解:设则可得 于是,即。
5、(15分)用二分法求方程在区间内的根时,若要求精确到小数点后二位,(1) 需要二分几次;(2)给出满足要求的近似根。
计算题5.答案
解:6次;。
6、(15分)用列主元消去法解线性方程组
计算题6.答案
解: 即
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