现代数值分析复习题

现代数值分析复习题
现代数值分析复习题

复习题(一)

一、填空题:

1、求方程011015.02

=--x x 的根,要求结果至少具有6位有效数字。已知

0099.10110203≈,则两个根为=1x ,

=2x .(要有计算过程和结果)

2、

?????

?????----=410141014A ,则A 的LU 分解为 A ???

?????????=?

??????????

?。

3、

??????=5321A ,则=)(A ρ ,=∞A . 4、已知3.1)3(,2.1)2(,0.1)1(===f f f ,则用抛物线(辛卜生)公式计算求

得?≈3

1

_________

)(dx x f ,用三点式求得≈')1(f .

5、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 . 二、单项选择题:

1、 Jacobi 迭代法解方程组b x =A 的必要条件是( ). A .A 的各阶顺序主子式不为零 B. 1)(

2、设753)(99-+-=x x x f ,均差]2,,2,2,1[99

2 f =( ) .

A.3

B. -3

C. 5

D.0

3、设

??

???

?????--=700150322A ,则)(A ρ为( ). A. 2 B. 5 C. 7 D. 3 4、三点的高斯求积公式的代数精度为( ).

A. 2

B.5

C. 3

D. 4 5、幂法的收敛速度与特征值的分布( )。 A. 有关 B. 不一定 C. 无关 三、计算题:

1、用高斯-塞德尔方法解方程组 ???

??=++=++=++2252182411

24321321321x x x x x x x x x ,取T

)0,0,0()0(=x ,迭代四次(要求按五位有效数字计算).

2、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

1

dx

x I (保留四位小数)。

3、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).

4、取步长2.0=h ,用预估-校正法解常微分方程初值问题

??

?=+='1)0(32y y x y )10(≤≤x

5、已知

求)(x f 的二次拟合曲线)(2x p ,并求)0(f '的近似值。

6、证明方程24)(3

+-=x x x f =0在区间(0,1)内只有一个根,并用迭代法(要

求收敛)求根的近似值,五位小数稳定。

复习题(一)参考答案

一、1、010.204104061021≈+=x ,00980345.0)10406102(22≈+=x

2、

??

????????--??????????--=1556141501

4115401411A 3、103+,8

4、2.367 0.25

5、-1,

)2)(1(21

)3)(1(2)3)(2(21)(2--------=

x x x x x x x L

二、A B C B C 5,4,3,2,1 三、1、迭代格式

???

???

???--=--=--=++++++)222(51)218(41)211(41)1(2)1(1)1(3)

(3)1(1)1(2

)

(3)(2)1(1k k k k k k k k k x x x x x x x x x

2、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、

)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

4、解:

?????+++?+=+?+=++++)]32()32[(1.0)32(2.0)0(111)

0(1n n n n n n n n n n y x y x y y y x y y

04.078.152.01++=+n n n y x y

5、解:

正规方程组为 ?

??

?

?=+==+4134103101510520120a 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

复习题(二)

一、填空题:

1、近似值*0.231x =关于真值229.0=x 有( )位有效数字;

2、*x 的相对误差的( )倍;

3、设)(x f 可微,求方程)(x f x =的牛顿迭代格式是( );

4、对1)(3

++=x x x f ,差商=]3,2,1,0[f ( ),=]4,3,2,1,0[f ( );

5、计算方法主要研究( )误差和( )误差;

6、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( );

7、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( );

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

( );

9、两点式高斯型求积公式?1

d )(x

x f ≈( ),代

数精度为( );

10、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( )。 二、单项选择题:

1、求解线性方程组A x =b 的LL T 分解法中,A 须满足的条件是( )。

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 2、舍入误差是( )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( )位有效数字的近似值。 A. 6 B. 5 C. 4 D. 7 4、幂法是用来求矩阵( )特征值及特征向量的迭代法。

A. 按模最大

B. 按模最小

C. 所有的

D. 任意一个 5、用 1+x 近似表示e x 所产生的误差是( )误差。

A. 模型

B. 观测

C. 截断

D. 舍入 6、解线性方程组的主元素消去法中选择主元的目的是( )。

A.控制舍入误差

B. 减小方法误差

C.防止计算时溢出

D. 简化计算

7、解线性方程组A x =b 的迭代格式x (k +1)=M x (k )+f 收敛的充要条件是( )。

A. 1

B. 1)(

C. 1)(

D. 1)(

1、为了使20的近似值的相对误差限小于0.1%,要取几位有效数字?

2、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。

3、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 ?,讨论

其收敛性,并将根求出来,4

110||-+<-n n x x 。

4﹑利用矩阵的LU 分解法解方程组 ???

??=++=++=++20

531825214

32321321321x x x x x x x x x 。 5﹑对方程组 ?

??

??=-+=--=++84102541015

1023321321321x x x x x x x x x

(1) 试建立一种收敛的Seidel 迭代公式,说明理由;

(2) 取初值T )0,0,0()0(=x ,利用(1)中建立的迭代公式求解,要求

3)()1(10||||-∞+<-k k x x 。

6﹑用复合梯形求积公式计算x

x

d e 10

?,则至少应将[0,1]分为多少等份才能保证所

得积分的近似值有5位有效数字?

复习题(二)参考答案

一、1、2; 2、31倍; 3、

)(1)(1n n n

n n x f x f x x x '---=+; 4、0]4,3,2,1,0[,1]3,2,1,0[==f f ; 5、截断,舍入;

6、1

2+-n a b ; 7、)],(),([2111+++++=n n n n n n y x f y x f h

y y ;

8、 0.15; 9、

?++-≈1

)]

321

3()3213([21d )(f f x x f ;

10、A 的各阶顺序主子式均不为零。

二、1、B 2、A 3、B 4、A 、 5、C 6、A 7、D 三、1、解:设20有n 位有效数字,由

4.420=,知41=a

%1.01081

1021)20()1()1(1*

----n n r a ε,

取 4=n , %1.010125.0)20(3

*

472.420≈

1、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 ≈,

4

1055032.0)7.063891.0)(6.0963891.0)(5.063891.0(!

31

596274

.063891.0sin -?≤----≤

-

3、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 -=

?,

1

10

e

10e |)(|<≤-='x x ?

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 .

4、解:

??

????????--??????????-==244132

11531

21LU A 令b y =L 得T )72,10,14(--=y ,y x =U 得T

)3,2,1(=x .

5、解:调整方程组的位置,使系数矩阵严格对角占优

???

??=++=-+=--15

1023841025410321321321x x x x x x x x x

故对应的高斯—塞德尔迭代法收敛.迭代格式为

???

???

???+--=++-=++=++++++)1523(101)842(101)54(101)1(2)1(1)1(3)

(3)1(1)1(2

)(3)(2)1(1k k k k k k k k k x x x x x x x x x

取T )0,0,0()

0(=x

,经7步迭代可得:

T )010000.1,326950999.0,459991999.0()7(*=≈x x .

6、解:当0

,则 e )(≤''x f ,且x x

d e 1

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 .

)(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。

复习题(三)

一、填空题:

1、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 ,为了减少舍入误差,应将表达式

19992001-改写为 。

2、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 ,进行两步后根的所在区间为 .

3、设??????-=1223A ,?

??

???-=32x ,则_________||||=∞A ,_________||||2=A ,

________||||1=x ,___________||||1=x A . 4、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 ,辛卜生公式的代数精度为 。

5、求解方程组??

?=+=+042.01

532121x x x x 的高斯—塞德尔迭代格式为 ,该迭

代格式的迭代矩阵的谱半径)(M ρ= 。 二、计算题:

1、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.

2、用列主元素消元法求解方程组 ??????????--=????????????????

????--11124112345111321x x x . 3、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。

4、用幂法求矩阵

??????=9.033399A 按模最大的特征值及相应的特征向量,取T )1,1(0=x ,精确至7位有效数字。 5、用欧拉方法求

?-=x t t

x y 0

d e )(2

在点0.2,5.1,0.1,5.0=x 处的近似值。

6、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。

复习题(三)参考答案

一、 1﹑

11

,))64(3(10-=

-++=x t t t t y ,199920012+; 2﹑[0.5,1], [0.5,0.75];

3﹑5||||=∞A ,1329||||2+=A ,5||||1=x ,7||||1=x A ;

4﹑0.4268,0.4309,1,3;

5﹑?

????-=-=+++20/3/)51()

1(1)1(2)(2)1(1

k k k k x x x x ,121,收敛的; 二、 1、解:列表如下

设所求一次拟合多项式为x a a y 10+=,则

??????=????????????61454.96657.523177.1047.547.53

10a a

解得 7534.1,355.1410==a a , 因而所求的一次拟合多项式为

x y 7534.1355.14+=.

2、解: ??

?

??

?????----???→????????

????----111124111123451111212345411121r r ????????????????-----???→??????????

???

?????------???→?-585

25

10

57951513

012345579515

130585251

012345

5

2

51

321312r r r r r r

????????

???????

?----??

?→?+13513

50579515

13

012345131

23r r

回代得 3,6,1123==-=x x x 。

3、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

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 。

4、解:幂法公式为 ???

??===-k k k k k k k m m A /)m a x (1

y x y x y ,

?

??

???=9.033399A 取x 0=(1,1)T ,列表如下:

因为

5341021

||-?≤

-m m ,所以

T v )33300033.0,1(,99900098.9911≈≈λ

5、解:

?-=x t t

x y 0

d e

)(2

等价于

?????=='-0)0(e 2

y y x (0>x )

记2

e ),(x

y x f -=,取5.0=h ,0.2,5.1,0.1,5.0,043210=====x x x x x .

则由欧拉公式

??

?=+=+0)

,(01y y x hf y y n n n n , 3,2,1,0=n

可得 88940.0)0.1(,5.0)5.0(21≈==≈y y y y ,

12604.1)0.2(,

07334.1)5.1(43≈==≈y y y y

6、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)(?,x x --='e )(?

当]2,1[∈x 时,]2,1[)]1(),2([)(?∈???x ,且

1e |)(|1<≤'-x ?

所以迭代格式 ),2,1,0()(1 ==+k x x k k ?对任意]2,1[0∈x 均收敛。

复习题(四)

一、填空题:

1、设46)2(,16)1(,0)0(===f f f ,则=)(1x l ,)(x f 的

二次牛顿插值多项式为 。

2、

722

,

141.3,142.3分别作为π的近似值有 , , 位有效数字。

3、求积公式

?∑=≈b

a k n

k k x f A x x f )(d )(0

的代数精度以( )求积公式为最高,

具有( )次代数精度。;

4、解线性方程组的主元素消元法中,选择主元的目的是( );

5、已知f (1)=1,f (3)=5,f (5)=-3,用抛物线求积公式求?5

1

d )(x

x f ≈( )。

6、设f (1)=1, f (2)=2,f (3)=0,用三点式求≈')1(f ( )。 一、单项选择题:

1、用1+3x

近似表示3

1x +所产生的误差是( )误差。

A. 舍入

B. 观测

C. 模型

D. 截断 2、-324.7500是舍入得到的近似值,它有( )位有效数字。 A. 5 B. 6 C. 7 D. 8

3、反幂法是用来求矩阵( )特征值及相应特征向量的一种向量迭代法。 A. 按模最大 B. 按模最小 C. 全部 D. 任意一个

4、( )是解方程组A x =b 的迭代格式x (k +1)=M x (k )+f 收敛的一个充分条件;

A. M <1

B. )(A ρ<1

C. A <1

D. )(M ρ<1

5、用s *=21

g t 2表示自由落体运动距离与时间的关系式 ( g 为重力加速度 ),

s t 是在时间t 内的实际距离,则s t - s *是( )误差。

A. 舍入

B. 观测

C. 模型

D. 截断 6、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. –0.5

B. 0.5

C. 2

D. -2 7、三点的高斯型求积公式的代数精度为( )。 A. 3 B. 4 C. 5 D. 2

8、求解线性方程组A x =b 的LL T 分解法中,A 须满足的条件是( )。

A. 对称阵

B. 各阶顺序主子式均大于零

C. 任意阵

D. 各阶顺序主子式均不为零 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、任给实数a 及向量x ,则||||||||x x a a =。 ( )

5、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。 ( ) 6、

-23.1250有六位有效数字,误差限 ≤4

1021

-?。 ( ) 7、矩

阵A =?

????

??-521352113具有严格对角占优。 ( )

8、数据拟合的步骤是:

1)作散点图;2)解正规方程组;3)确定函数类型 ( ) 9、 LL T 分解可用于求系数矩阵为实对称的线性方程组。 ( ) 10、幂法的收敛速度与特征值的分布无关。 ( )

四、计算题:(每小题7分,共42分) 2、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。

2、已知 A =?

????

?

?-010110004,求1A ,∞A ,2||||A 。 4、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。 4、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。

5、用幂法求矩阵A =?

???? ??---210121004按模最大特征值及相应特征向量,列表

计算三次,取x 0=(1,1,1)T ,保留两位小数。

6、用Gauss-Seidel 迭代法求解线性方程组 ????? ?

?--411131103????? ??321x x x =?

???? ??--815, 取x (0)=(0,0,0)T ,列表计算三次,保留三位小数。

7、用预估—校正法求解??

?=+='1)0(y y x y (0≤x ≤1),h =0.2,取两位小数。

复习题(四)参考答案

一、1、)2()(1--=x x x l ,)1(716)(2-+=x x x x N ; 2、 4 ,3 ,3; 3、高斯型,12+n ; 4、减少舍入误差; 5、12; 6、5.2 二、1D , 2C , 3B , 4A , 5C , 6A , 7C , 8B

三、1、?,2、?,3、√ 4、?,5、√,6、?,7、?,8、?,9、?,10、?

四、1、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 2321

--=+, 即 )

,2,1,0(2321 =+

=+n x x x n

n n

取x 0=1.7, 列表如下:

2、解:4||||,4||||1==∞A A ,

???

??

?????=??????????-??????????-=1101200016010110004010110004A A T ,

)13)(16(11

1200016||2=+--=---=

-λλλλ

λλ

λE A A T

16,253±=

λ,所以 4||||2=A 。

5、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

6、解:7342.1]e )e e (2e [3201d e 132310

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。

5、幂法公式为 ???

??===-k k k k k k k m

m A /)m a x (1

y x y

x y ,

取x 0

T 00.41≈λ,T )14.0,44.0,1(1-≈v

6、解:Gauss-Seidel 迭代格式为:

???

???

???-+-=----=+-=++++++)8(41)1(31)5(31)1(2)1(1)1(3)

(3)1(1)1(2

)(3)1(1k k k k k k k k x x x x x x x x

系数矩阵?????

?

???

?--411131103严格对角占优,故Gauss-Seidel 迭代收敛. 取x (0)=(0,0,0)T ,列表计算如下:

7、解:预估—校正公式为

???

??

????

++==++=+),(),()(2

1121211

k y h x hf k y x hf k k k y y n n n n n n ,2,1,0=n

其中y x y x f +=),(,10=y ,h =0.2,4,3,2,1,0=n ,代入上式得:

自测题

一、填空题(15分):

1、-43.578是舍入得到的近似值,它有 ( ) 位有效数字,相对误差限为

( )。

2、二分法求非线性方程0)(=x f 在区间(1,3)内的根时,二分9次后的误差限为( )。

3、f (1)=1,f (3)=3.6,f (4)=5.2,则过这三点的二次插值多项式中x 2的系数为( ),插值基函数l 1(x )=( ),二次插值多项式P 2(x )=( )。

7、已知f (1)=1,f (3)=2,f (5)=4,用复合梯形求积公式求得?5

1

d )(x

x f ≈

( )。

5、 (x i ,y i ) i =1,2, …,15的线性拟合曲线bx a y +=的正规方程组为

( )。

6、 幂法的迭代公式为( )。

7、 已知f (1)=1,f (3)=2,则≈')1(f ( )。 二、单项选择题:(5分)

1. 截断误差是 ( ) 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 2. 用x 近似表示sin x 所产生的误差是( )误差。 A. 模型 B. 观测 C. 截断 D. 舍入

3. 解线性方程组A x =b 的迭代格式x (k +1)=M x (k )+f 收敛的充要条件是( )。 A. )(M ρ<1 B. )(A ρ<1 C. ||||A <1 D. ||||M <1

4. 设||||x 为n 维向量x 的范数,则( )。

A. ‖x ‖<1

B. ‖x ‖>1

C. ‖x ‖>0

D. ‖x ‖≥0 5. 幂法是求矩阵( )特征值及相应特征向量的一种向量迭代法。 A. 按模最小 B. 所有 C. 按模最大 D. 任意一个 三、计算题:(50分)

1. 证明方程=)(x f x 2-x -3=0在区间(2,3)内有且仅有一个根,并用迭代法求方程在区间(2,3)内的根,精确到小数点后4位。

2. 设f (1)=2,f (3)=4,f (4)=6,用拉格朗日插值法求f (x )的二次插值多项式P 2(x ),并求f (2)的近似值。

3. 用预估—校正公式求初值问题y '=2x -3y ,y (0)=1 (0≤x ≤1)在区间[0,1]上的数值解,步长h =0.2(保留3位小数)。

4. 用LU 分解方法求方程组 201131114????-??-?

???123x x x ??????????=363??

????????的解。 5. 用简单(Jacobi)迭代法解上题,取x (0)=(0,0,0)T ,列表计算四次,保留三位小数(要求判断迭代收敛)。

6. 求一次数≤ 3的多项式)(x p ,使得1)1()0(==p p ,2)1()0(='='p p .

7. 求线性方程组 ???

??=-=+=-01

.02220

212121x x x x x x 的最小二乘解。

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

数值分析复习题及答案65177

数值分析复习题 一、选择题 1. 3.142和3.141分别作为π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()()2 11211()(2)636f x dx f Af f ≈++?,则A =( ) A . 16 B .13 C .12 D .2 3 3. 通过点()()0011,,,x y x y 的拉格朗日插值基函数()()01,l x l x 满足( ) A .() 00l x =0,()110l x = B . ()00l x =0,()111l x = C .()00l x =1,()111l x = D . ()00l x =1,()111l x = 4. 设求方程()0f x =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1231231220223332x x x x x x x x ++=??++=??--=? 作第一次消元后得到的第3个方程( ). A .232x x -+= B .232 1.5 3.5x x -+= C .2323x x -+= D .230.5 1.5x x -=- 二、填空 1. 设 2.3149541...x *=,取5位有效数字,则所得的近似值x= . 2.设一阶差商 ()()()21122114,321f x f x f x x x x --= ==---, ()()()322332615,422f x f x f x x x x --===--

则二阶差商 ()123,,______f x x x = 3. 设(2,3,1)T X =--, 则2||||X = ,=∞||||X 。 4.求方程 2 1.250x x --= 的近似根,用迭代公式 1.25x x =+,取初始值 01x =, 那么 1______x =。 5.解初始值问题 00'(,)()y f x y y x y =??=?近似解的梯形公式是 1______k y +≈。 6、 1151A ??= ?-??,则A 的谱半径 = 。 7、设 2()35, , 0,1,2,... , k f x x x kh k =+== ,则[]12,,n n n f x x x ++= 和[]123,,,n n n n f x x x x +++= 。 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 23123101(1)(1)y x x x =+ +----的乘除法运算次数尽量的少,应将表达式改写 成 。 11. 设T X )4,3,2(-=, 则=1||||X ,2||||X = . 12. 一阶均差()01,f x x = 13. 已知3n =时,科茨系数()()()33301213,88C C C ===,那么 ()33C = 14. 因为方程()420x f x x =-+=在区间[]1,2上满足 ,所以()0f x =在区间内有根。 15. 取步长0.1h =,用欧拉法解初值问题()211y y y x y ?'=+???=?的计算公式 . 16.设 * 2.40315x =是真值 2.40194x =的近似值,则*x 有 位有效数字。

《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 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。

数值分析期末考试复习题及其答案.doc

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)(

数值分析复习题及答案

数值分析复习题及答案 Company number:【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】

数值分析复习题 一、选择题 1. 和分别作为π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 ()()2 1 121 1()(2)636f x dx f Af f ≈ ++? ,则A =( ) A . 16 B .13 C .12 D .2 3 3. 通过点( )() 0011,,,x y x y 的拉格朗日插值基函数 ()() 01,l x l x 满足( ) A . ()00l x =0, ()110l x = B . () 00l x =0, ()111 l x = C .() 00l x =1,()111 l x = D . () 00l x =1, ()111 l x = 4. 设求方程 ()0 f x =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1231231 220223332 x x x x x x x x ++=?? ++=??--=?作第一次消元后得到的第3个方程( ). A . 232 x x -+= B . 232 1.5 3.5 x x -+= C . 2323 x x -+=D . 230.5 1.5 x x -=- 二、填空 1. 设 2.3149541...x * =,取5位有效数字,则所得的近似值x= .

2.设一阶差商 ()()()211221 14 ,3 21f x f x f x x x x --= = =---, ()()()322332615,422f x f x f x x x x --===-- 则二阶差商 ()123,,______ f x x x = 3. 设(2,3,1)T X =--, 则2||||X = ,=∞||||X 。 4.求方程2 1.250x x --= 的近似根,用迭代公式 1.25x x =+,取初始值 01x =, 那么 1______x =。 5.解初始值问题 00'(,)()y f x y y x y =?? =?近似解的梯形公式是 1______k y +≈。 6、 1151A ?? = ? -??,则A 的谱半径 = 。 7、设 2()35, , 0,1,2,... , k f x x x kh k =+==,则 []12,,n n n f x x x ++= 和 []123,,,n n n n f x x x x +++= 。 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 23123 101(1)(1)y x x x =+ +- ---的乘除法运算次数尽量的少,应将表达式改写成 。 11. 设T X )4,3,2(-=, 则=1||||X ,2||||X = . 12. 一阶均差 ()01,f x x = ? 13. 已知3n =时,科茨系数 ()()() 33301213,88C C C ===,那么() 33C =

数值分析试题及答案汇总

数值分析试题 一、 填空题(2 0×2′) 1. ?? ????-=? ?????-=32,1223X A 设x =是精确值x *=的近似值,则x 有 2 位 有效数字。 2. 若f (x )=x 7-x 3+1,则f [20,21,22,23,24,25,26,27]= 1 , f [20,21,22,23,24,25,26,27,28]= 0 。 3. 设,‖A ‖∞=___5 ____,‖X ‖∞=__ 3_____, ‖AX ‖∞≤_15_ __。 4. 非线性方程f (x )=0的迭代函数x =?(x )在有解区间满足 |?’(x )| <1 ,则使用该迭代 函数的迭代解法一定是局部收敛的。 5. 区间[a ,b ]上的三次样条插值函数S (x )在[a ,b ]上具有直到 2 阶的连续导数。 6. 当插值节点为等距分布时,若所求节点靠近首节点,应该选用等距节点下牛顿差商 公式的 前插公式 ,若所求节点靠近尾节点,应该选用等距节点下牛顿差商公式的 后插公式 ;如果要估计结果的舍入误差,应该选用插值公式中的 拉格朗日插值公式 。 7. 拉格朗日插值公式中f (x i )的系数a i (x )的特点是:=∑=n i i x a 0)( 1 ;所以当 系数a i (x )满足 a i (x )>1 ,计算时不会放大f (x i )的误差。 8. 要使 20的近似值的相对误差小于%,至少要取 4 位有效数字。 9. 对任意初始向量X (0)及任意向量g ,线性方程组的迭代公式x (k +1)=Bx (k )+g (k =0,1,…)收 敛于方程组的精确解x *的充分必要条件是 ?(B)<1 。 10. 由下列数据所确定的插值多项式的次数最高是 5 。 11. 牛顿下山法的下山条件为 |f(xn+1)|<|f(xn)| 。 12. 线性方程组的松弛迭代法是通过逐渐减少残差r i (i =0,1,…,n )来实现的,其中的残差 r i = (b i -a i1x 1-a i2x 2-…-a in x n )/a ii ,(i =0,1,…,n )。 13. 在非线性方程f (x )=0使用各种切线法迭代求解时,若在迭代区间存在唯一解,且f (x )

数值分析复习题

1. 近似数*0.14161x =作为x 的近似值,有 有效数字,误差限为 。 2. 设数据1x ,2x 的绝对误差限分别为0.02和0.005,那么两个数的乘积x 1x 2积的误差限 ()12x x ε= 。 3. 已知三个节点x 0, x 1, x 2上函数值()0f x , ()1f x 和()2f x ,那么[]01,f x x = ; []012,,f x x x = ;设()321f x x x =+-,则均差[]0,1,2f = 。 4. 求定积分()b a f x dx ?的近似值的梯形求积公式是()b a f x dx =? 。 5. 方程组210 x y x y +=??-=?的雅克比法迭代矩阵为 ;高斯-赛德尔法迭代矩阵 为 。 6. 设求积公式 ()()()()1 01 00.516f x d x f A f B f ≈++?????具有最高次的代数精确度,则A= 。 二、 三、 求()f x =[]0,1上的一次最佳平方逼近多项式。 四、 五、 试确定常数A , B , C ,使求积公式()()()()2101x dx Af Bf Cf -≈-++?具有尽可能高的代 数精确度,指出它的代数精确度并判别是否为高斯型的。 六、 给定线性方程组1231013001011x a a x x ?????? ? ? ? = ? ? ? ? ? ????? ??, 试求:(1) 确定a 的取值范围,使方程组对应的雅克比迭代法收敛。 (2) 当1a =时,用高斯列主元素法求线性方程组的解。

1. 近似数* 1.141x =作为π的近似值,有 有效数字,误差限为 。 2. 设数据1x ,2x 的绝对误差限分别为0.01和0.001,那么两个数的乘积12x x +积的误差限 ()12x x ε+= 。 3. 已知三个节点x 0, x 1, x 2上函数值()0f x , ()1f x 和()2f x ,那么[]01,f x x = ; []012,,f x x x = ;设()321f x x x =+-,则均差[]0,1,2f = 。 4. 求定积分()b a f x dx ?的近似值的中值定理求积公式是()b a f x dx =? 。 5. 方程组210 x y x y +=??-=?的雅克比法迭代矩阵为 ;高斯-赛德尔法迭代矩阵 为 。 6. 设求积公式()()()()1 01 00.513f x d x f B f A f ≈++?????具有最高次的代数精确度,则A= ,B= 。 二、 三、 求()f x =[]0,1上的一次最佳平方逼近多项式。 四、 五、 试确定常数A , B , C ,使求积公式()()2 11022x dx Af Bf Cf -???? ≈-++ ? ????? ? 具有尽可能高的 代数精确度,指出它的代数精确度并判别是否为高斯型的。 六、 给定线性方程组1231012002012x a a x x ?????? ? ? ? = ? ? ? ? ? ????? ??, 试求:(1) 确定a 的取值范围,使方程组对应的雅克比迭代法收敛。 (2) 当1a =时,用高斯列主元素法求线性方程组的解。

数值分析复习题要答案

第一章 1、ln2=0.69314718…,精确到 10-3 的近似值是多少? 解 精确到 10-3=0.001,即绝对误差限是 e =0.05%,故至少要保留小数点后三位才可以。 ln2≈0.693。 2、设115.80,1025.621≈≈x x 均具有5位有效数字,试估计由这些数据计算21x x , 21x x +的绝对误差限 解:记126.1025, 80.115x x == 则有11232411 10, | 102|||2 x x x x --≤?-≤?- 所以 121212121212211122||||||||||||x x x x x x x x x x x x x x x x x x -=-+-+≤-- 3411 80.11610 6.10102522 0.007057-==??+≤?? 1212112243|()|||11 |10100.0005522 |x x x x x x x x --≤≤?+?=+-+-+- 3、一个园柱体的工件,直径d 为10.250.25mm,高h 为40.00 1.00mm,则它的体 积V 的近似值、误差和相对误差为多少。 解: ()() 22222222 4 314210254000000330064 221025400002510251002436444 3300624362436 0073873833006 , .....; ()()()......, ..().()..% .r d h V d h V mm d h V dh d d h V mm V V V πππππεεεεε= ≈=??===+=???+?==±====第二章: 1、分别利用下面四个点的Lagrange 插值多项式和Newton 插值多项式N 3(x ), 计算L 3(0.5)及N 3(-0.5) x -2 -1 0 1 f (x ) -1 1 2

数值分析习题与答案

第一章绪论 习题一 1.设x>0,x*的相对误差为δ,求f(x)=ln x的误差限。解:求lnx的误差极限就是求f(x)=lnx的误差限,由公式(1. 2.4)有 已知x*的相对误差满足,而 ,故 即 2.下列各数都是经过四舍五入得到的近似值,试指出它们有几位有效数字,并给出其误差限与相对误差限。 解:直接根据定义和式(1.2.2)(1.2.3)则得 有5位有效数字,其误差限,相对误差限 有2位有效数字, 有5位有效数字, 3.下列公式如何才比较准确? (1) (2)

解:要使计算较准确,主要是避免两相近数相减,故应变换所给公式。 (1) (2) 4.近似数x*=0.0310,是 3 位有数数字。 5.计算取,利用:式计算误差最小。 四个选项: 第二、三章插值与函数逼近 习题二、三 1. 给定的数值表 用线性插值与二次插值计算ln0.54的近似值并估计误差限. 解:仍可使用n=1及n=2的Lagrange插值或Newton插值,并应用误差估计(5.8)。线性插值时,用0.5及0.6两点,用Newton插值 误差限,因

,故 二次插值时,用0.5,0.6,0.7三点,作二次Newton插值 误差限 ,故 2. 在-4≤x≤4上给出的等距节点函数表,若用二次插值法求的近似值,要使误差不超过,函数表的步长h 应取多少? 解:用误差估计式(5.8), 令 因 得 3. 若,求和.

解:由均差与导数关系 于是 4. 若互异,求 的值,这里p≤n+1. 解:,由均差对称性 可知当有 而当P=n+1时 于是得 5. 求证. 解:解:只要按差分定义直接展开得 6. 已知的函数表

数值分析期末复习资料

数值分析期末复习资料

数值分析期末复习 题型:一、填空 二、判断 三、解答(计算) 四、证明 第一章 误差与有效数字 一、 有效数字 1、 定义:若近似值x*的误差限是某一位的半个单位,该位到x*的第一位非零数字共有n 位,就说 x*有n 位有效数字。 2、 两点理解: (1) 四舍五入的一定是有效数字 (2) 绝对误差不会超过末位数字的半个单位eg. 3、 定理1(P6):若x*具有n 位有效数字,则其相对误差限为 4、 考点: (1)计算有效数字位数:一个根据定义理解,一个根据定理1(P7例题3) 二、 避免误差危害原则 1、 原则: (1) 避免大数吃小数(方法:从小到大相加;利用韦达定理:x1*x2= c / a ) (2) 避免相近数相减(方法:有理化)eg. 或 (3) 减少运算次数(方法:秦九韶算法)eg.P20习题14 三、 数值运算的误差估计 1、 公式: (1) 一元函数:|ε*( f (x *))| ≈ | f ’(x *)|·|ε*(x )|或其变形公式求相对误差(两边同时 除以f (x *)) eg.P19习题1、2、5 (2) 多元函数(P8)eg. P8例4,P19习题4 *(1) 11 102n r a ε--≤?;x εx εx εx ++=-+();1ln ln ln ??? ? ??+=-+x εx εx x cos 1-2sin 22x =

第二章 插值法 一、 插值条件 1、 定义:在区间[a,b]上,给定n+1个点,a ≤x 0<x 1<…<x n ≤b 的函数值 yi=f(xi),求次数不超过n 的多项式P(x),使 2、 定理:满足插值条件、n+1个点、点互异、多项式次数≤n 的P(x)存在且唯一 二、 拉格朗日插值及其余项 1、 n 次插值基函数表达式(P26(2.8)) 2、 插值多项式表达式(P26(2.9)) 3、 插值余项(P26(2.12)):用于误差估计 4、 插值基函数性质(P27(2.17及2.18))eg.P28例1 三、 差商(均差)及牛顿插值多项式 1、 差商性质(P30): (1) 可表示为函数值的线性组合 (2) 差商的对称性:差商与节点的排列次序无关 (3) 均差与导数的关系(P31(3.5)) 2、 均差表计算及牛顿插值多项式 四、埃尔米特插值(书P36) 两种解法: (1) 用定义做:设P 3(x)=ax 3+bx 2+cx+d ,将已知条件代入求解(4个条件:节点函数值、导数值相 等各2个) (2) 牛顿法(借助差商):重节点eg.P49习题14 五、三次样条插值定义 n i y x P i i n ,,2,1,0)( ==

数值分析课后题答案

数值分析 第二章 2.当1,1,2x =-时,()0,3,4f x =-,求()f x 的二次插值多项式。 解: 0120121200102021101201220211,1,2, ()0,()3,()4;()()1 ()(1)(2)()()2()()1 ()(1)(2) ()()6 ()()1 ()(1)(1) ()()3 x x x f x f x f x x x x x l x x x x x x x x x x x l x x x x x x x x x x x l x x x x x x x ==-===-=--==-+-----==------= =-+-- 则二次拉格朗日插值多项式为 2 20 ()()k k k L x y l x ==∑ 0223()4() 14 (1)(2)(1)(1)23 537623 l x l x x x x x x x =-+=---+ -+= +- 6.设,0,1,,j x j n =L 为互异节点,求证: (1) 0()n k k j j j x l x x =≡∑ (0,1,,);k n =L (2)0 ()()0n k j j j x x l x =-≡∑ (0,1,,);k n =L 证明 (1) 令()k f x x = 若插值节点为,0,1,,j x j n =L ,则函数()f x 的n 次插值多项式为0 ()()n k n j j j L x x l x == ∑。 插值余项为(1)1() ()()()()(1)! n n n n f R x f x L x x n ξω++=-= + 又,k n ≤Q

(1)()0 ()0 n n f R x ξ+∴=∴= 0()n k k j j j x l x x =∴=∑ (0,1,,);k n =L 0 000 (2)()() (())()()(()) n k j j j n n j i k i k j j j i n n i k i i k j j i j x x l x C x x l x C x x l x =-==-==-=-=-∑∑∑∑∑ 0i n ≤≤Q 又 由上题结论可知 ()n k i j j j x l x x ==∑ ()()0 n i k i i k i k C x x x x -=∴=-=-=∑原式 ∴得证。 7设[]2 (),f x C a b ∈且()()0,f a f b ==求证: 21 max ()()max ().8 a x b a x b f x b a f x ≤≤≤≤''≤- 解:令01,x a x b ==,以此为插值节点,则线性插值多项式为 10 101010 ()() ()x x x x L x f x f x x x x x --=+-- =() () x b x a f a f b a b x a --=+-- 1()()0()0 f a f b L x ==∴=Q 又 插值余项为1011 ()()()()()()2 R x f x L x f x x x x x ''=-= -- 011 ()()()()2 f x f x x x x x ''∴= --

数值分析试题及答案

一、单项选择题(每小题3分,共15分) 1. 3.142和3.141分别作为π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 ()()2 1 121 1()(2)636f x dx f Af f ≈ ++? ,则A =( ) A . 16 B .13 C .12 D .2 3 3. 通过点 ()()0011,,,x y x y 的拉格朗日插值基函数()()01,l x l x 满足( ) A . ()00l x =0, ()110l x = B . ()00l x =0, ()111l x = C .() 00l x =1,()111 l x = D . () 00l x =1,()111 l x = 4. 设求方程 ()0 f x =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 1231231 220223332 x x x x x x x x ++=?? ++=??--=? 作第一次消元后得到的第3个方程( ). A . 232 x x -+= B .232 1.5 3.5 x x -+= C . 2323 x x -+= D . 230.5 1.5 x x -=- 单项选择题答案 1.A 2.D 3.D 4.C 5.B 得 分 评卷人 二、填空题(每小题3分,共15分)

1. 设T X )4,3,2(-=, 则=1||||X ,2||||X = . 2. 一阶均差 ()01,f x x = 3. 已知3n =时,科茨系数()()() 33301213,88C C C ===,那么 () 33C = 4. 因为方程()420 x f x x =-+=在区间 []1,2上满足 ,所以()0f x =在区间 内有根。 5. 取步长0.1h =,用欧拉法解初值问题 ()211y y y x y ?'=+?? ?=? 的计算公式 . 填空题答案 1. 9和29 2. ()() 0101 f x f x x x -- 3. 1 8 4. ()()120 f f < 5. ()12 00.1 1.1,0,1,210.11k k y y k k y +???? ?=+? ?=+???? =??L 得 分 评卷人 三、计算题(每题15分,共60分) 1. 已知函数 21 1y x = +的一组数据: 求分 段线性插值函数,并计算 () 1.5f 的近似值. 计算题1.答案 1. 解 []0,1x ∈, ()1010.510.50110x x L x x --=?+?=---% []1,2x ∈,()210.50.20.30.81221x x L x x --=?+?=-+--%

数值分析题库

一. 单项选择题(每小题2分,共10分) 1. 在下列四个数中,有一个数具有4位有效数字,且其绝对误差限为 5102 1 -?,则该数是( ) A 0.001523 B 0.15230 C 0.01523 D 1.52300 2. 设方阵A 可逆,且其n 个特征值满足:n λλλ>≥> (21) ,则1-A 的主特征值是( ) A 11λ B n λ1 C 1λ或n λ D 11λ或n λ1 3. 设有迭代公式 → →+→+=f x B x k k ) () 1(。若||B|| > 1,则该迭代公式( ) A 必收敛 B 必发散 C 可能收敛也可能发散 4. 常微分方程的数值方法,求出的结果是( ) A 解函数 B 近似解函数 C 解函数值 D 近似解函数值 5. 反幂法中构造向量序列时,要用到解线性方程组的( ) A 追赶法 B LU 分解法 C 雅可比迭代法 D 高斯—塞德尔迭代法 二. 填空题(每小题4分,共20分) 1. 设有方程组 ??? ??=+-=+-=+0 21324321 32132x x x x x x x x ,则可构造高斯—塞德尔迭代公式为 ?? ??? 2. 设?? ?? ??????----=111112101A ,则=∞A 3. 设1)0(,2'2 =+=y y x y ,则相应的显尤拉公式为=+1n y 4. 设 1)(+=ax x f ,2)(x x g =。若要使)(x f 与)(x g 在[0,1]上正交,则a = 5. 设 T x )1,2,2(--=→ ,若有平面旋转阵P ,使P → x 的第3个分量为0,则P = ???? ? ????? 三. 计算题(每小题10分,共50分) 1. 求 27的近似值。若要求相对误差小于0.1%,问近似值应取几位有效数字?

中国石油大学《数值分析》2009--2010学年考试试题A卷及答案

中国石油大学(北京)2009--2010学年第一学期 研究生期末考试试题A (闭卷考试) 课程名称:数值分析 注:计算题取小数点后四位 一、填空题(共30分,每空3分) 1、 已知x =0.004532是由准确数a 经四舍五入得到的近似值,则x 的绝对误差 界为_______________。 2、数值微分公式()() '()i i i f x h f x f x h +-≈ 的截断误差为 。 3、已知向量T x =,求Householder 变换阵H ,使(2,0)T Hx =-。 H = 。 4、利用三点高斯求积公式 f x x f f f 1 1 ()d 0.5556(0.7746)0.8889(0)0.5556(0.7746)-≈-++? 导出求积分 f x x 4 ()d ? 的三点高斯求积公式 。 5、4 2 ()523,[0.1,0.2,0.3,0.4,0.5]_____.f x x x f =+-=若则 6、以n +1个互异节点x k (k =0,1,…,n ),(n >1)为插值节点的Lagrange 插值基函数为l k (x )(k =0,1,…,n ),则 (0)(1)__________.n k k k l x =+=∑ 7、已知3()P x 是用极小化插值法得到的cos x 在 [0,4]上的三次插值多项式,则3()P x 的 截断误差上界为3()cos ()R x x P x =-≤_________. 8、已知向量(3,2,5)T x =-,求Gauss 变换阵L ,使(3,0,0)T Lx =。L =_________. 9、设3 2 ()(7)f x x =-, 给出求方程()0f x =根的二阶收敛的迭代格式_________。 10、下面M 文件是用来求解什么数学问题的?________________________. function [x,k]=dd (x0) for k=1:1000

数值分析试卷及其答案1

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6 5.0102 1 ,0,6,10325413.0016*1=?= =-=?=ε绝对误差限n k k X 2分 620*2102 1 ,6,0,10325413.0-?= -=-=?=ε绝对误差限n k k X 2分 2. 已知?? ???=0 01 A 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 ?????=0 1 A A T 4 2 ???? ? -420?????0 01 2 20 - ???? ?440= ?????0 01 80 ???? ?3200 2分 {}32 32,8,1max )(max ==A A T λ

1分 24322==A 3. 设32)()(a x x f -= (6分) ① 写出f(x)=0解的迭代格式 ② 当a 为何值时,)(1k k x x ?=+ (0,1……)产生的序列{}k x 收敛于 2 解: ①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,其中:?? ?=13A ?? ?2 2,?? ? ???-=13b 用迭代公式 )()()()1(k k k Ax b x x -+=+α(0,1……)求解,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

数值分析复习题答案

数值分析复习题 一、填空 Chapter1 绪论 近似数x*=0.4231关于真值x=0.4229有 3 位有效数字. 用1000.1近似真值1000时,其有效数字有 4 位, 已知准确值x*与其有t 位有效数字的近似值12 10.10(0)s n x a a a a =?≠的绝对误差为 1 x*-x 102s t -≤ ?。 设 2.40315x * =是真值 2.40194x =的近似值,则x * 有 3 位有效数字。 设一近似数x*=2.5231具有5位有效数字,则其相对误差限是44 11 1010224--?=?? ,其绝对误差限是4 1 102-?。 当x 很大时,为防止损失有效数字,应该使 = 。 Chapter2 插值方法 设642 ()3651f x x x x =+-+,则[3,2,1,0,1,2,3]f ---= 3 。 若 42 f(x)=2x +x -3, 则f[1,2,3,4,5,6]= 0 。 对 32f(x)=x +3x -x+5,差商f[0,1,2,3,4]= 0 。 设 643()35f x x x x =-+-,则差商[0,1,2,3,4,5,6]f = 1 。 已知y=f(x)的均差 021[,,]5f x x x =, 402[,,]9f x x x =, f[x4, x3, x2]=14, f[x0, x3, x2]=8 ,.那么 均差f[x4, x2, x0]= 9 。(交换不变性) 设有数据112 032 x y -则其 2 次 Larange 插值多项式为 32 (1)(2)(1)(1)23x x x x -+-++-,2次拟合多项式为 (最佳平方逼近可求)。??? 以n + 1个 整 数 点k ( k =0,1,2,…,n) 为 节 点 的 Lagrange 插 值 基 函 数 为 ()k l x ( k =0,1,2,…,n),则 n k k=0 kl (x)= ∑ x 。??(注: k y k =,则有拉格朗日插值公式:

2012研究生数值分析课期末考试复习题及答案

一、填空 1. 设 2.3149541...x * =,取5位有效数字,则所得的近似值x= 2.3150 . 2.设一阶差商 ()()()21122114 ,321f x f x f x x x x --= = =---, ()()()322332 615 ,422f x f x f x x x x --= = =-- 则二阶差商 ()123,,______ f x x x =11/6 3. 设(2,3,1)T X =--, 则2||||X = 14 ,=∞||||X 3 。p49 4. 4.求方程 2 1.250x x --= 的近似根,用迭代公式 1.25x x =+,取初始值 01 x =, 那么 1______x =。 1.5 5.解初始值问题 00 '(,)()y f x y y x y =?? =?近似解的梯形公式是 1______k y +≈。 ()()[]11,,2 ++++k k k k k y x f y x f h y 6、 1151A ??= ? -??,则A 的谱半径 = 6 。 7、设 2()35, , 0,1,2,... , k f x x x kh k =+== ,则 []12,,n n n f x x x ++= —————— ————3 和 []123,,,n n n n f x x x x +++= _______________0_____ 。 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 收敛 。 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_______O(h ) ___。