《数值计算方法》试题集及答案(1-6)-2..
《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:2.367,0.25
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)=5.9,则二次Newton 插值多项式中x 2系数为( 0.15 ); 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
+ 。
13、 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 0.5,1 ,进行两步后根的所在区间为 0.5,0.75 。 14、 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 0.4268 ,
用辛卜生公式计算求得的近似值为 0.4309 ,梯形公式的代数精度为 1 ,辛卜生公式的代数精度为 3 。
15、 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 。
16、 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。
17、 已知f (1)=1,f (3)=5,f (5)=-3,用辛普生求积公式求⎰5
1
d )(x
x f ≈( 12 )。
18、 设f (1)=1, f (2)=2,f (3)=0,用三点式求≈')1(f ( 2.5 )。
19、如果用二分法求方程043
=-+x x 在区间]2,1[内的根精确到三位小数,需对分( 10 )次。
20、已知⎪⎩⎪⎨⎧≤≤+-+-+-≤≤=31)1()1()1(2110)(2
33x c x b x a x x x x S 是三次样条函数,则 a =( 3 ),b =( 3 ),c =( 1 )。
21、)(,),(),(10x l x l x l n 是以整数点n x x x ,,,10 为节点的Lagrange 插值基函数,则
∑==
n
k k
x l
0)(( 1 ),
∑==
n
k k j
k x l
x 0
)((
j
x ),当
2
≥n 时
=
++∑=)()3(20
4x l x x
k k n k k
( 32
4++x x )。
22、区间[]b a ,上的三次样条插值函数)(x S 在[]b a ,上具有直到_____2_____阶的连续导
数。
23、改变函数f x x x ()=+-1 (x >
>1)的形式,使计算结果较精确 ()x x x f ++=
11
。
24、若用二分法求方程()0=x f 在区间[1,2]内的根,要求精确到第3位小数,则需要对
分 10 次。
25、设
()⎩⎨⎧≤≤+++≤≤=21,10,22
3
3x c bx ax x x x x S 是3次样条函数,则
a= 3 , b= -3 , c= 1 。
26、若用复化梯形公式计算⎰1
0dx
e x ,要求误差不超过6
10-,利用余项公式估计,至少用 477个求积节点。
27、若4
321()f x x x =++,则差商2481632[,,,,]f = 3 。
28、数值积分公式
1
12
18019()[()
()()]
f x d x f f f -'≈-++⎰的代数精度为
2 。 选择题
1、三点的高斯求积公式的代数精度为( B )。
A . 2
B .5
C . 3
D . 4 2、舍入误差是( A )产生的误差。
A. 只取有限位数 B .模型准确值与用数值方法求得的准确值 C . 观察与测量 D .数学模型准确值与实际值 3、3.141580是π的有( B )位有效数字的近似值。
A . 6
B . 5
C . 4
D . 7 4、用 1+x 近似表示e x 所产生的误差是( C )误差。
A . 模型
B . 观测
C . 截断
D . 舍入
5、用1+3x
近似表示3
1x +所产生的误差是( D )误差。
A . 舍入
B . 观测
C . 模型
D . 截断 6、-324.7500是舍入得到的近似值,它有( C )位有效数字。 A . 5 B . 6 C . 7 D . 8
7、设f (-1)=1,f (0)=3,f (2)=4,则抛物插值多项式中x 2的系数为( A )。 A . –0.5 B . 0.5 C . 2 D . -2 8、三点的高斯型求积公式的代数精度为( C )。 A . 3 B . 4 C . 5 D . 2 9、( D )的3位有效数字是0.236×102。
(A) 0.0023549×103 (B) 2354.82×10-2 (C) 235.418 (D) 235.54×10-1
10、用简单迭代法求方程f(x)=0的实根,把方程f(x)=0表示成x=ϕ(x),则f(x)=0的根是
( B )。
(A) y=ϕ(x)与x 轴交点的横坐标 (B) y=x 与y=ϕ(x)交点的横坐标 (C) y=x 与x 轴的交点的横坐标 (D) y=x 与y=ϕ(x)的交点
11、拉格朗日插值多项式的余项是( B ),牛顿插值多项式的余项是( C ) 。
(A) f(x,x0,x1,x2,…,xn)(x -x1)(x -x2)…(x -xn -1)(x -xn),
(B)
)!1()
()()()()1(+=
-=+n f x P x f x R n n n ξ (C) f(x,x0,x1,x2,…,xn)(x -x0)(x -x1)(x -x2)…(x -xn -1)(x -xn), (D)
)
()!1()
()()()(1)1(x n f x P x f x R n n n n +++=
-=ωξ
12、用牛顿切线法解方程f(x)=0,选初始值x0满足( A ),则它的解数列{xn}n=0,1,2,…
一定收敛到方程f(x)=0的根。
)()()D (0
)()()C (0
)()()B (0
)()()A (0000<'<''>'>''x f x f x f x f x f x f x f x f
13、为求方程x3―x2―1=0在区间[1.3,1.6]内的一个根,把方程改写成下列形式,并建
立相应的迭代公式,迭代公式不收敛的是(A )。
(A)
1
1:,1
1
12-=-=+k k x x x x 迭代公式
(B)21211:,11k
k x x x x +=+
=+迭代公式
(C)
3
/12123)
1(:,1k k x x x x +=+=+迭代公式
(D)
11:,12
2
1
2
3+++==-+k k k
k x x x x x x 迭代公式
14、在牛顿-柯特斯求积公式:
⎰∑=-≈b
a
n
i i n i x f C a b dx x f 0
)()
()()(中,当系数)
(n i C 是负值时,
公式的稳定性不能保证,所以实际应用中,当( )时的牛顿-柯特斯求积公式不使用。
(1)8≥n , (2)7≥n , (3)10≥n , (4)6≥n ,
(1)二次; (2)三次; (3
)四次; (4)五次
151732.≈
计算4
1)x =,下列方法中哪种最好?( )
(A)28- (B)24(-; (C ) ; (D) 。
26、已知
3
3
02
21224()()()x x S x x a x b x ⎧≤≤=⎨-+-+≤≤⎩是三次样条函数,则,a b 的值为
( )
(A )6,6; (B)6,8; (C)8,6; (D)8,8。
)
(A)5; (B)4; (C) 3;
(D ) 2。
17、形如112233()()()()
b
a f x dx A f x A f x A f x ≈++⎰的高斯(Gauss )型求积公式的代数精度为( )
(A)9; (B)7; (C ) 5; (D) 3。
18的Newton 迭代格式为( )
(A)
132k k k x x x +=+;(B )1322k k k x x x +=+;(C) 122k k k x x x +=+;(D) 133k k k x x x +=+
。 19、用二分法求方程32
4100x x +-=在区间12[,]内的实根,要求误差限为31102ε-=⨯,
则对分次数至少为( )
(A )10; (B)12; (C)8; (D)9。
20、设()i l x 是以019(,,,)k x k k ==为节点的Lagrange 插值基函数,则9
0()i
k kl k ==
∑( )
(A)x ; (B )k ; (C )i ; (D )1。 33、5个节点的牛顿-柯特斯求积公式,至少具有( )次代数精度 (A )5; (B)4; (C)6; (D)3。
21、已知
33
0221224()()()x x S x
x a x b x ⎧≤≤=⎨-+-+≤≤⎩是三次样条函数,则,a b
的值为( ) (A )6,6; (B)6,8; (C)8,6; (D)8,8。
35、已知方程3
250x x --=在2x =附近有根,下列迭代格式中在02x =不收敛的是
( )
(A)1k x +=; (B)
1k x += (C )315k k k x x x +=--
; (D)3
1225
32k k k x x x ++=-。 (A ) 4; (B)2; (C)1; (D)3。
23、5个节点的Gauss 型求积公式的最高代数精度为( ) (A)8; (B )9; (C)10; (D)11。
三、是非题(认为正确的在后面的括弧中打√,否则打⨯)
1、已知观察值)210()(m i y x i i ,,,,
, =,用最小二乘法求n 次拟合多项式)(x P n 时,)(x P n 的次数n 可以任意取。 ( )
2、用1-22
x 近似表示cos x 产生舍入误差。 ( )
3、))(()
)((210120x x x x x x x x ----表示在节点x 1的二次(拉格朗日)插值基函数。 ( √ )
4、牛顿插值多项式的优点是在计算时,高一级的插值多项式可利用前一次插值的结果。
( √ )
5、矩阵A =⎪
⎪⎪⎭⎫
⎝⎛-521352113具有严格对角占优。 ( )
四、计算题:
1、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)。
答案:2
,,1)(x x x f =是精确成立,即
⎪⎩⎪
⎨⎧=+=+32212222B A B A 得98,91==B A
求积公式为)]21
()21([98)]1()1([91)(1
1f f f f dx x f +-++-=⎰-
当3)(x x f =时,公式显然精确成立;当4
)(x x f =时,左=52,右=31。所以代
数精度为3。
69286.0140
97
]
3
21132/11[98]311311[9131111322
1
≈=
+++-++++-≈+=⎰⎰--=dt t dx x x t
2、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)(3x P ,并求)2(f 的近似值(保留四位小数)。
答案:
)53)(43)(13()
5)(4)(1(6
)51)(41)(31()5)(4)(3(2
)(3------+------=x x x x x x x L
)45)(35)(15()
4)(3)(1(4
)54)(34)(14()5)(3)(1(5
------+------+x x x x x x
差商表为
)
4)(3)(1(41
)3)(1()1(22)()(33---+----+==x x x x x x x N x P
5.5)2()2(3=≈P f 5、已知
求)(x f 的二次拟合曲线)(2x p ,并求)0(f '的近似值。 答案:解:
正规方程组为 ⎪⎩⎪
⎨
⎧=+==+41
34103101510520120a a a a a
1411,103,710210===
a a a
221411103710)(x x x p ++=
x
x p 711
103)(2+=' 103
)0()0(2
='≈'p f
6、已知x sin 区间[0.4,0.8]的函数表
如用二次插值求63891.0sin 的近似值,如何选择节点才能使误差最小?并求该近似值。
答案:解: 应选三个节点,使误差
|)(|!3|)(|33
2x M x R ω≤
尽量小,即应使|)(|3x ω尽量小,最靠近插值点的三个节点满足上述要求。即取节点
}7.0,6.0,5.0{最好,实际计算结果
596274.063891.0sin ≈,
且
4
1055032.0)7.063891.0)(6.0963891.0)(5.063891.0(!
31
596274
.063891.0sin -⨯≤----≤
-
7、构造求解方程0210=-+x e x
的根的迭代格式 ,2,1,0),(1==+n x x n n ϕ,讨论其收敛
性,并将根求出来,4
110||-+<-n n x x 。
答案:解:令 010)1(,
02)0(,
210e )(>+=<-=-+=e f f x x f x
.
且010e )(>+='x
x f )(∞+-∞∈∀,
对x ,故0)(=x f 在(0,1)内有唯一实根.将方程0)(=x f 变形为
)e 2(101
x x -=
则当)1,0(∈x 时
)e 2(101
)(x x -=
ϕ,
1
10
e
10e |)(|<≤-='x x ϕ
故迭代格式
)e 2(101
1n x n x -=
+
收敛。取5.00=x ,计算结果列表如下:
且满足 6671095000000.0||-<≤-x x .所以008525090.0*≈x .
10、已知下列实验数据
试按最小二乘原理求一次多项式拟合以上数据。
解:当0 0⎰有一位整数. 要求近似值有5位有效数字,只须误差 4) (11021 )(-⨯≤ f R n . 由 )(12)()( 2 3 )(1ξf n a b f R n ''-≤,只要 4 22) (1102112e 12e ) e (-⨯≤≤≤n n R x n ξ 即可,解得 ⋅⋅⋅=⨯≥ 30877.67106e 2n 所以 68=n ,因此至少需将 [0,1] 68等份。 12、取节点1,5.0,0210===x x x ,求函数x x f -=e )(在区间[0,1]上的二次插值多项式)(2x P , 并估计误差。 解: )15.0)(05.0() 1)(0()10)(5.00()1)(5.0()(5.002----⨯ +----⨯ =--x x e x x e x P )5.0(2)1(4)1)(5.0(2) 5.01)(01() 5.0)(0(15.01-+----=----⨯ +---x x e x x e x x x x e 又 1 |)(|max ,)(,)(] 1,0[3='''=-='''=∈--x f M e x f e x f x x x 故截断误差 |)1)(5.0(|!31 |)(||)(|22--≤ -=-x x x x P e x R x 。 14、给定方程01e )1()(=--=x x x f 1) 分析该方程存在几个根; 2) 用迭代法求出这些根,精确到5位有效数字; 3) 说明所用的迭代格式是收敛的。 解:1)将方程 01e )1(=--x x (1) 改写为 x x -=-e 1 (2) 作函数1)(1-=x x f ,x x f -=e )(2的图形(略)知(2)有唯一根)2,1(*∈x 。 2) 将方程(2)改写为 x x -+=e 1 构造迭代格式 ⎩⎨ ⎧=+=-+5.1e 101x x k x k ),2,1,0( =k 计算结果列表如下: 3) x x -+=e 1)(ϕ,x x --='e )(ϕ 当]2,1[∈x 时,]2,1[)]1(),2([)(⊂∈ϕϕϕx ,且 1e |)(|1<≤'-x ϕ 所以迭代格式 ),2,1,0()(1 ==+k x x k k ϕ对任意]2,1[0∈x 均收敛。 15、用牛顿(切线)法求3的近似值。取x 0=1.7, 计算三次,保留五位小数。 解:3是03)(2 =-=x x f 的正根,x x f 2)(=',牛顿迭代公式为 n n n n x x x x 23 2 1 -- =+, 即 ) ,2,1,0(2321 =+=+n x x x n n n 取x 0=1.7, 列表如下: 16、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 )1)(1(34 )2)(1(23)2)(1(32-+--+---= x x x x x x 04167 .0241 )5.1()5.1(2≈=≈L f 17、n =3,用复合梯形公式求x x d e 10⎰的近似值(取四位小数),并求误差估计。 解: 7342.1]e )e e (2e [3201d e 1210 310 ≈+++⨯-= ≈⎰T x x x x x f x f e )(,e )(=''=,10≤≤x 时,e |)(|≤''x f 05.0025.0108e 312e |e |||2 3≤==⨯≤ -= T R x 至少有两位有效数字。 20、(8 2 bx a y +=解: },1{x span =Φ ⎥⎦⎤ ⎢⎣⎡=22 2 2 38312519 1111T A []3.730.493.320.19=T y 解方程组 y A AC A T T = 其中 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=3529603339133914A A T ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=7.1799806.173y A T 解得: ⎥ ⎦⎤⎢⎣⎡=0501025.09255577.0C 所以 9255577.0=a , 0501025.0=b 21、(15分)用8=n 的复化梯形公式(或复化 Simpson 公式)计算dx e x ⎰ -1 0时,试用余项估计其误差。用8=n 的复化梯形公式(或复化 Simpson 公式)计算出该积分的近似值。 解:001302 .07681 81121)(12][022==⨯⨯≤''--=e f h a b f R T η ] )()(2)([2)8(7 1∑=++=k k b f x f a f h T ]36787947.0)41686207.047236655.05352614.060653066.07788008.08824969.0(21[16 1 ++++++⨯+= 6329434.0= 22、(15分)方程013 =--x x 在5.1=x 附近有根,把方程写成三种不同的等价形式(1)31+=x x 对应迭代格式311+=+n n x x ;(2)x x 11+ =对应迭代格式n n x x 111+=+;(3) 13-=x x 对应迭代格式13 1-=+n n x x 。判断迭代格式在5.10=x 的收敛性,选一种收敛格式计算5.1=x 附近的根,精确到小数点后第三位。 解:(1)32 1(31 )(-+=')x x ϕ, 118.05.1<=')(ϕ,故收敛; (2) x x x 1 121 )(2+ - ='ϕ,117.05.1<=')(ϕ,故收敛; (3)23)(x x ='ϕ, 15.135.12>⨯=')(ϕ,故发散。 选择(1):5.10=x ,3572.11=x ,3309.12=x ,3259.13=x ,3249.14=x , 32476.15=x ,32472.16=x 25、数值积分公式形如 ⎰'+'++=≈1 )1()0()1()0()()(f D f C Bf Af x S dx x xf 试确定参数D C B A ,,,使公式代数精 度尽量高;(2)设]1,0[)(4 C x f ∈,推导余项公式⎰-=1 0) ()()(x S dx x xf x R ,并估计误差。 解:将3 2,,,1)(x x x x f =分布代入公式得: 201,301,207,203-====D B B A 构造Hermite 插值多项式)(3x H 满足⎩⎨⎧ ='='=1,0)()()()(33i x f x H x f x H i i i i 其中1,010==x x 则有:⎰=103 )()(x S dx x xH , 2 2)4(3)1(!4)()()(-=-x x f x H x f ξ dx x x f dx x S x f x x R 21 03 )4(1 0)1(!4)(])()([)(-=-=⎰⎰ξ 1440)(60!4)()1(!4)()4()4(1023)4(ηηηf f dx x x f = ⨯=-=⎰ 27、(10分)已知数值积分公式为: )] ()0([)]()0([2)(''20 h f f h h f f h dx x f h -++≈⎰ λ,试确定积分公式中的参数λ,使其代 数精确度尽量高,并指出其代数精确度的次数。 解:1)(=x f 显然精确成立; x x f =)(时,] 11[]0[22220 -++==⎰h h h h xdx h λ; 2)(x x f =时,12122]20[]0[23322302= ⇒-=-++==⎰λλλh h h h h h h dx x h ; 3)(x x f =时,] 30[121 ]0[2422340 3h h h h h dx x h -++==⎰; 4)(x x f =时,6]40[121]0[2553 24504 h h h h h h dx x h = -++≠=⎰; 所以,其代数精确度为3。 28、(8分)已知求)0(>a a 的迭代公式为: 2,1,00)(2101=>+= +k x x a x x k k k 证明:对一切a x k k ≥=,,2,1 ,且序列{}k x 是单调递减的, 从而迭代过程收敛。 证明: 2,1,0221)(211==⨯⨯⨯≥+= +k a x a x x a x x k k k k k 故对一切a x k k ≥=,,2,1 。 又1)11(21 )1(2121=+≤+=+k k k x a x x 所以k k x x ≤+1,即序列{}k x 是单调递减有下界,从而迭代过程收敛。 29、(9分)数值求积公式⎰ +≈30 )] 2()1([23 )(f f dx x f 是否为插值型求积公式?为什么? 其代数精度是多少? 解:是。因为)(x f 在基点1、2处的插值多项式为 )2(121 )1(212)(f x f x x p ⨯--+⨯--= ⎰+=30)]2()1([23)(f f dx x p 。其代数精度为1。 30、(6分)写出求方程()1cos 4+=x x 在区间[0,1]的根的收敛的迭代公式,并证明其收敛性。 (6分) ()()[]n n n x x x cos 141 1+= =+φ,n=0,1,2,… ()()141 sin 41'<≤=x x φ ∴ 对任意的初值]1,0[0∈x ,迭代公式都收敛。 31、(12分)以100,121,144为插值节点,用插值法计算115的近似值,并利用余项估计误差。 用Newton ≈11510+0.0476190(115-100)-0.0000941136(115-100)(115-121) =10.7227555 ()2 5 83'''- =x x f ()()()()00163.029******* 3 61144115121115100115! 3'''25 ≈⨯⨯⨯≤---= -ξf R 32、(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 ()()0.94608693143421241401212=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+= f f f f f S 5-12210933.0151 ⨯=-≈ -S S S I 94608693.02=≈S I 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 ()()54 ) 4(4 5 105.0528801 2880-⨯≤⨯≤ -= n f n a b R η,2≥n , =≈2S I 33、(10分)用Gauss 列主元消去法解方程组: ⎪⎩⎪ ⎨⎧=++=++=++27 6234532424321 321321x x x x x x x x x 3.0000 1.0000 5.0000 3 4.0000 0.0000 3.6667 0.3333 12.6667 0.0000 5.3333 -2.3333 4.3333 3.0000 1.0000 5.0000 3 4.0000 0.0000 5.3333 -2.3333 4.3333 0.0 0000 1.9375 9.6875 ()T x 0000.5,0000.3,0000.2= 36、(6分)构造代数精度最高的如下形式的求积公式,并求出其代数精度: ()()121101 f A f A dx x xf +⎪⎭⎫ ⎝⎛≈⎰ 取f(x)=1,x ,令公式准确成立,得: 2110= +A A ,312110= +A A 310=A ,61 1=A f(x)=x 2时,公式左右=1/4; f(x)=x 3时,公式左=1/5, 公式右=5/24 ∴ 公式的代数精度=2 40、(10分)已知下列函数表: (2)作均差表,写出相应的三次Newton 插值多项式,并计算15(.)f 的近似值。 解:(1) 3123023013012010203101213202123303132()()()()()()()()()()()() ()()()()()()()()()()()()()x x x x x x x x x x x x L x ------------=+++ ------------ 3248 21 33x x x =-++ (2)均差表:011329327 2 618 26 43 34 1221123()()()() N x x x x x x x =++-+-- 315155(.)(.)f N ≈= 42、(10分)取5个等距节点 ,分别用复化梯形公式和复化辛普生公式计算积分 2 201 12+⎰dx x 的近似值(保留4位小数)。 21 12()f x x = +(2 分) (1)复化梯形公式(n=4,h=2/4=0.5): 4051206666670333333018181801111112.[(...).] T =+⨯+++ 0868687.= (2) 复化梯形公式(n=2,h=2/2=1): 21 1406666670181818203333330111111 6 [(..)..] S=+⨯++⨯+ 0861953 . = 《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:2.367,0.25 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)=5.9,则二次Newton 插值多项式中x 2系数为( 0.15 ); 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 《计算方法》期中复习试题 、填空题: 1、 已知f(1) =1 ?0, f(2) =1.2, f (3) =1?3 ,则用辛普生(辛卜生)公式计算求得 3 [f(x)dx^ —、 1 ,用三点式求得 f (I ^ _________ 。 答案:2.367, 0.25 2、 f(1) = - 1 , f(2) =2, f(3)二 1 ,则过这三点的二次插值多项式中X 2 的系数为 __________ , 拉格朗日插值多项式为 _________________________ 。 1 1 L 2 (X) W (X V (X -3—3)二(X -I)(X -2) 3、近似值X * =0.231关于真值X = 0.229有(2 ) 位有效数字; 4、设 f (X) 可微,求方程x = f (x)的牛顿迭代格式是( ) X n - f(X n ) X n 1 =Xn - 答案 1 - f (X n ) 5、对 f(x)=x 3 X 1,差商 f[0,1,2,3] =( 1 ), f[0,1,2,3,4] =( 0 ); &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 &已知f(1) = 2, f(2) = 3, f ⑷=5.9 ,则二次 NeWtOn 插值多项式中 X 2系数为 (0.15 ); I 1 1 .3-1 .31 I L f (x)dx L f (x)dx fc- [ f (— ) + f( ------ )] 11、 两点式高斯型求积公式O T(X)dx ≈( 0 2 2.、3 2 3 ),代数精 度为(5 ); y=10+A 1+J T 一_^ 12、 为了使计算 XT (XT) (X")的乘除法次数尽量地少,应将该表 答案:-1, 《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:2.367,0.25 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)=5.9,则二次Newton 插值多项式中x 2系数为( 0.15 ); 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 0.5,1 ,进行两步后根的所在区间为 0.5,0.75 。 15、 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 0.4268 , 用辛卜生公式计算求得的近似值为 0.4309 ,梯形公式的代数精度为 1 ,辛卜生公式的代数精度为 3 。 16、 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 。 17、 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 枯藤老树昏鸦,小桥流水人家,古道西风瘦马。夕阳西下,断肠人在天涯。 《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: ?????--=15401411A 3、)3(,2)2(,1)1(=-=f f f 答案:-1, 2(21)(2-= x x L 4* 2 )位有效数字; 5( ); 答案 6 ),=]4,3,2,1,0[f ( 0 ); 7舍入 )误差; 8a ,b )内的根时,二分n 次后的误差限为 ( 1 2+n ); 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 19992001-改写为 199920012 + 。 13、 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 0.5,1 ,进行两步后根的所在区间为 0.5,0.75 。 14、 求解方程组?? ?=+=+042.01532121x x x x ,该迭 代格式的迭代矩阵的谱半径)(M ρ15、 设46)2(,16) 1(,0)0(===f f f ,则1l 插值多项式为 (716)(2+=x x x x N 16、 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 21内的根精确到三位小数,需对分( 10 ) 次。 22≤≤≤≤3110x c x 是三次样条函数,则 a =( )。 23、0 l Lagrange 插值基函数,则 ∑=n k k l (= ++)()3(24 x l x x k k k ( 32 4++x x )。 24、 25、区间[]b a ,上的三次样条插值函数)(x S 在[]b a ,上具有直到_____2_____阶的连续导数。 26、改变函数f x x x ()= +-1 (x >>1)的形式,使计算结果较精确 ()x x x f ++= 11 。 27、若用二分法求方程()0=x f 在区间[1,2]内的根,要求精确到第3位小数,则需要对分 10 次。 《计算方法》期中复习试题 一、填空题: 1、已知/(1)= 1°,/⑵=12 /⑶= 1.3,则用辛普生(辛卜生)公式计算求 2、/(1)= 7 /⑵=2, /(3) = 11则过这三点的二次插值多项式中疋的系数 为 _____ ,拉格朗日插值多项式为 ________________________ o 3、近似值^=0 231关于真值A = 0.229有(2 )位有效数字; 4、设/(X )可微,求方程x = f^的牛顿迭代格式是( ); 5、 对/U )= X 3 + A + 1J 差商/[0,1,2,3] =( 1 /[0,1,2,3,4] =( ); 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(s,?内的根时,二分力次后的误差限 b_a 为(诃 ); 8、已知f (l )=2, f (2)=3, f (4)=,则二次Newton 插值多项式中#系数为 ( ); f/Wdv 打⑴血-+ 八2^)] 11、两点式高斯型求积公式J 。八 ^(Jo 2 2血 2厲 ),代数 精度为(5 ); “34 6 y = 10 H ------ 1 --------- ------------ 12、 为了使计算 x-1 (x-1)- (x-1)-的乘除法次数尽量地少,应将 V2ooi - 71999"改写为 、/^55T+Vi^ 。 得丄"如 答案:, 用三点式求得广⑴? ____________ 答案: 心+1 =心 答案 1 一广(占) 该表达式改写为 y = 10+(3 + (4 — 6小)人 t = x-l ,为了减少舍入误差,应将表达式 《数值计算方法》试题集及答案Tomorrow Will Be Better, February 3, 2021 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:2.367,0.25 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 12+-n a b ; 8、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、 两点式高斯型求积公式⎰1 0d )(x x f ≈ ⎰++-≈1 0)] 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 + ; 13、 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 0.5,1 ,进行两步后根的所在区间为 0.5,0.75 ; 14、 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 0.4268 ,用 辛卜生公式计算求得的近似值为 0.4309 ,梯形公式的代数精度为 1 ,辛卜生公式的代数精度为 3 ; 15、 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 ; 16、 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; 17、 已知f 1=1,f 3=5,f 5=-3,用辛普生求积公式求⎰5 1 d )(x x f ≈ 12 ; 18、 设f 1=1, f 2=2,f 3=0,用三点式求≈')1(f 2.5 ; 19、如果用二分法求方程043 =-+x x 在区间]2,1[内的根精确到三位小数,需对分 10 次; 20、已知⎪⎩⎪⎨⎧≤≤+-+-+-≤≤=31)1()1()1(2110)(2 33x c x b x a x x x x S 是三次样条函数,则 a = 3 , b = 3 , c = 1 ; 21、)(,),(),(10x l x l x l n 是以整数点n x x x ,,,10 为节点的Lagrange 插值基函数,则 ∑== n k k x l )( 1 ,∑== n k k j k x l x 0)(j x ,当2≥n 时= ++∑=)()3(204x l x x k k n k k 324++x x ; 22、区间[]b a ,上的三次样条插值函数)(x S 在[]b a ,上具有直到_____2_____阶的连续导 数; 《数值计算方法》复习试题一、填空题: 1、 ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ - - - - = 4 1 1 4 1 1 4 A ,则A的LU分解为 A ⎡⎤⎡⎤ ⎢⎥⎢⎥ ⎢⎥⎢⎥ = ⎢⎥⎢⎥ ⎢⎥⎢⎥ ⎣⎦⎣⎦。 答案: ⎤ ⎡- ⎤ ⎡0 1 4 1 3、)1(f 答案:-1 4 5、设f 答案 n x+ 6、对f 7 8); 10、已知 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19992001-改写为 199920012 +。 13、 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0.5, 1, 14、 15、 设2N 16、 1+)次代 21 22、已知a =(3 )23、(0x l ∑=n k k x l )(=k 0 j =0 k 24、 25、区间[]b a ,上的三次样条插值函数)(x S 在[]b a ,上具有直到_____2_____阶的连续导数。 26、改变函数f x x x ()=+-1(x > >1)的形式,使计算结果较精确()x x x f ++= 11 。 27、若用二分法求方程()0=x f 在区间[1,2]内的根,要求精确到第3位小数,则需要对分10次。 28、写出求解方程组⎩⎨⎧=+-=+24.01 6.12121x x x x 的Gauss-Seidel 迭代公式()() ()() ,1,0,4.026.111112211=⎩⎨⎧+=-=+++k x x x x k k k k ,迭 代矩阵为 ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--64.006.10,此迭代法是否收敛收敛。 31、设 A =⎛⎝ ⎫⎭⎪ 5443,则=∞A 9。 32 482⎡⎤482016U ⎡⎤ ⎢⎥⎢⎥=⎢⎥ 33、若f 34361、 A .A C .a ii ≠2、设 ⎥⎦⎢⎣-700A ,则)(A ρ为(C). A .2B .5 C .7D .3 4、求解线性方程组A x =b 的LU 分解法中,A 须满足的条件是(B)。 A .对称阵B .正定矩阵 C .任意阵 D .各阶顺序主子式均不为零 5、舍入误差是(A)产生的误差。 A. 只取有限位数B .模型准确值与用数值方法求得的准确值 页脚内容1 《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:2.367,0.25 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)=5.9,则二次Newton 插值多项式中x 2系数为( 0.15 ); 页脚内容2 11、 两点式高斯型求积公式⎰1 0d )(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 + 。 13、 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 0.5,1 ,进行两步后根的所在区间为 0.5,0.75 。 14、 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 0.4268 ,用辛 卜生公式计算求得的近似值为 0.4309 ,梯形公式的代数精度为 1 ,辛卜生公式的代数精度为 3 。 15、 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 。 16、 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。 17、 已知f (1)=1,f (3)=5,f (5)=-3,用辛普生求积公式求⎰5 1 d )(x x f ≈( 12 )。 18、 设f (1)=1, f (2)=2,f (3)=0,用三点式求≈')1(f ( 2.5 )。完整word版,《数值计算方法》试题集及答案(1-6) 2..
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