2015研究生试题 (1)数值分析
研究生数值分析试卷.docx
2005-2006学年第一学期硕士研究生期末考试试题（A 卷）科目名称：数值分析学生所在院： _______ 学号： _________ 姓名： _______ 注意：所有的答题内容必须答在答题纸上，凡答在试题或草稿纸上的一律无效。
一、 （15分）设求方程12-3x + 2cosx = 0根的迭代法（1） 证明对0兀0 w /?,均有lim 林，其中T 为方程的根.kT8 （2） 此迭代法收敛阶是多少？证明你的结论.二、 （12分）讨论分别用Jacobi 迭代法和Gauss-Seidel 迭代法求解下列方程组的 收敛性。
x } + 2X 2 - 2X 3 = 1,v 兀］+ 兀2 +兀3 = _1，2兀］+ 2兀2 +兀3 = °・a 0、a 0 ,说明对任意实数。
工0,方程组AX=b 都是0 Q,非病态的。
（范数用||・|L ）四、（15分）已知y = f （x ）的数据如下:求/（%）的Hermite 插值多项式H 3 （%）,并给出截断误差/?（兀）=f （x ） - H 3 （x ）。
五、（10分）在某个低温过程屮，函数y 依赖丁•温度兀（°C ）的试验数据为已知经验公式的形式为『=仮+方兀2 ,试用最小二乘法求出a , b o 六、（12分）确定常数a, b 的值，使积分(2a 三、（8分）若矩阵A = 0J(a, /?) = !] [ax2取得最小值。
七、（14分）已知Legendre （勒让德）止交多项式厶（x ）有递推关系式:'L 曲（兀）=^77 心（兀）一 -—Ln-1（兀）（斤=1, 2,…）试确定两点的高斯一勒让德（G —L ）求积公式£ f （x ）djc = £ f\x ｝） + A 2 .f （兀2）的求积系数和节点，并用此公式近似计算积分go ） = y （）儿+1 =儿+力（^心+-^2） k\=f （Xn ，yJ 忍=fg + h,y n +hk ｛）（1） 验证它是二阶方法； （2） 确定此单步法的绝对稳定域。
2015年全国硕士研究生入学统一考试数学(一)答案
y
z
2 sin cos ,
,
从
2
到
2
I ( y z)dx (z 2 x 2 y)dy (x 2 y 2)dz L
2
(
2 sin cos )sin
2 sin
2 cos (cos 2 2sin 2 ) sin d
2
2
2
2
sin 2
1 2
sin
2
sin
sin3
W
W
02
0
4
13、【答案】 2n1 2
【考点】行列式的计算 【难易度】★★★ 【详解】按第一行展开得
2n1 2 14、【答案】 1
2
【考点】 【难易度】★★
【详解】(X ,Y ) ~ N(1, 0,1,1, 0) ， X ~ N (1,1),Y ~ N (0,1), 且 X ,Y 独立
X 1 ~ N(0,1) ， PXY Y 0 P(X 1)Y 0
1 0
0 1 2k
k
1 k
k
0 ，得 k
0 ，并解得
x
c
0 1
,
c
为任意常数。
从而 c1 c3, c 为任意常数。
21、【考点】相似矩阵，相似对角化
【难易度】★★★
0 2 3
1 2 0
【详解】由
A
1 1
3 2
3 a
相似于
B
0 0
b 3
0 1
0 3 a 1 b 1
0 2 3 1 2
P(AB) P(A) P(B) 故选（C） 2
8、【答案】(D) 【考点】 【难易度】★★★ 【详解】
E X X Y 2 E X 2 XY 2X E X 2 E XY 2E X
研究生数值分析试题
一、选择题（四个选项中仅有一项符合题目要求，每小题 3 分，共计 15 分)
1、一般用高斯消元法解线性代数方程组要采用的技术是（
）
（1）调换方程位置； （2）选主元； （3）直接求解； （4）化简方程组。
⎛ 2 2 3⎞ ⎛ 1 0 0 ⎞⎛2 2 3⎞
2、设矩阵
A
为初值迭代一步。
四、（12 分）应用牛顿法于方程
f (x) =
xn
−a
Байду номын сангаас
=
0和
f (x) =1−
a xn
= 0 ，分别导出求 n
a
的
迭代公式，并求极限 lim n a − xk+1 。 k→∞ ( n a − xk )2
五 、 （ 12 ） 方 程 x3 − 6 x − 8 = 0 在 x = 3 附 近 有 根 ， 把 方 程 写 成 三 种 不 同 的 等 价 形 式
零， A = LU 为 Doolitte 分解，则上三角矩阵 U 的上半带宽为
。
5、设对称正定矩阵
A
=
(aij
)∈
Rn×n , a11
≠
0
，经过一次
Gauss
消元得到形如
A
=
⎛ ⎜ ⎝
a11 0
∗⎞
A1
⎟ ⎠
的
矩阵，则 A1 是
矩阵。
三、（12 分）试用高斯列主元素法求解线性方程组
⎡ 1 3 −2 −4 ⎤ ⎡ x1 ⎤ ⎡3 ⎤
3、设矩阵 A ∈ Rn×n ， Q ∈ Rn×n ，且 QT Q = E ，则下列关系式不成立的是（
）
(1) A = AQ ；(2) QA = A ；(3) Qx = x ，其中 x ∈ Rn ；
湘潭大学数值分析2015年研究生考试试卷(A)
( x) 6. 求导数的中心差商公式为 f
。
得 分
, ln 0. 6 0 . 510826 二、 （ 11 分） 已知 ln 0 .5 0 .693147 ，用线性插值计算
ln 0.54 的近似值，要求写出插值多项式并估计插值误差。
（第 1 页 共 4 页）
得 分
三、 （12 分）取初始向量 x
……………………………………………………………装…………………… 订……………………线…………………………………………………………………
： 制卷人签名： 制卷日期： 审核人签名： 审核日期： …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
湘潭大学 2015 年下学期 研究生《数值分析》课程考试试卷
适用专业 考试形式
学院 学号
题 号 得 分 ……………………………………………………………………………………………………………… 一 二 三 四
非数学类各专业 适用年级 2015 闭卷 试卷类别 A 考试时间 120 分钟
专业 姓名
五 六 七 总分 阅卷 教师
班级
得 分
一、 （20 分）填空题（每空 2 分）
1．数值计算中误差按来源可分为如下几种： 2. 梯形求积公式 f ( x)dx
a b
。 。 ， f ( x ) 的二次
，其截断误差 E1 ( f )
3．已知 f (0) 0, f (1) 16, f (2) 46, 则差商 f [0,1, 2] 牛顿插值多项式为 。
Gauss-Seidel 迭代格式; 2)讨论 Gauss-Seidel 迭代格式的收敛性。
2015考研数一真题及解析
2015年全国硕士研究生入学统一考试数学（一）试题一、选择题:1 8小题,每小题4分,共32分.下列每题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求的,请将所选项前的字母填在答题纸．．．指定位置上. (1)设函数()f x 在(),-∞+∞内连续，其中二阶导数()''f x 的图形如图所示，则曲线()=y f x 的拐点的个数为 ( )(A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3【答案】（C ）【解析】拐点出现在二阶导数等于0，或二阶导数不存在的点，并且在这点的左右两侧二阶导函数异号。
因此，由()f x ''的图形可得，曲线()y f x =存在两个拐点.故选（C ）. (2)设211()23=+-x x y e x e 是二阶常系数非齐次线性微分方程'''++=x y ay by ce 的一个特解，则 ( )(A) 3,2,1=-==-a b c (B) 3,2,1===-a b c (C) 3,2,1=-==a b c (D) 3,2,1===a b c【答案】（A ）【分析】此题考查二阶常系数非齐次线性微分方程的反问题——已知解来确定微分方程的系数，此类题有两种解法，一种是将特解代入原方程，然后比较等式两边的系数可得待估系数值，另一种是根据二阶线性微分方程解的性质和结构来求解，也就是下面演示的解法.【解析】由题意可知，212x e 、13xe -为二阶常系数齐次微分方程0y ay by '''++=的解，所以2,1为特征方程20r ar b ++=的根，从而(12)3a =-+=-，122b =⨯=，从而原方程变为32x y y y ce '''-+=，再将特解x y xe =代入得1c =-.故选（A ）(3) 若级数1∞=∑n n a条件收敛，则=x 3=x 依次为幂级数1(1)∞=-∑nnn na x 的 ( )(A) 收敛点，收敛点(B) 收敛点，发散点 (C) 发散点，收敛点 (D) 发散点，发散点 【答案】（B ）【分析】此题考查幂级数收敛半径、收敛区间，幂级数的性质. 【解析】因为1nn a∞=∑条件收敛，即2x =为幂级数1(1)nn n a x ∞=-∑的条件收敛点，所以1(1)nn n a x ∞=-∑的收敛半径为1，收敛区间为(0,2).而幂级数逐项求导不改变收敛区间，故1(1)nnn na x ∞=-∑的收敛区间还是(0,2).因而x =3x =依次为幂级数1(1)nnn na x ∞=-∑的收敛点，发散点.故选（B ）.(4) 设D 是第一象限由曲线21xy =，41xy =与直线y x =，y =围成的平面区域，函数(),f x y 在D 上连续，则(),Df x y dxdy =⎰⎰ ( )(A)()13sin2142sin2cos ,sin d f r r rdr ππθθθθ⎰⎰(B)()34cos ,sin d f r r rdr ππθθθ⎰ (C)()13sin 2142sin 2cos ,sin d f r r dr πθπθθθθ⎰⎰(D)()34cos ,sin d f r r dr ππθθθ⎰【答案】（B ）【分析】此题考查将二重积分化成极坐标系下的累次积分 【解析】先画出D 的图形，所以(,)Df x y dxdy =⎰⎰34(cos ,sin )d f r r rdr ππθθθ⎰，故选（B ）(5) 设矩阵21111214A a a ⎛⎫⎪= ⎪ ⎪⎝⎭，21b d d ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭，若集合{}1,2Ω=，则线性方程组Ax b =有无穷多解的充分必要条件为 ( )(A) ,a d ∉Ω∉Ω (B) ,a d ∉Ω∈Ω (C) ,a d ∈Ω∉Ω (D) ,a d ∈Ω∈Ω 【答案】D【解析】2211111111(,)1201111400(1)(2)(1)(2)A b ad a d a d a a d d ⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪=→-- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪----⎝⎭⎝⎭，由()(,)3r A r A b =<，故1a =或2a =，同时1d =或2d =。
2015年硕士研究生入学考试之数学一试题与答案解析
P e1 , e 2, e 3 ，若 Q e1 , e3 , e2 ，则 f x1 , x2 , x3 在正交变换 x Qy 下的标准形
为( )
2 2 2 (A) 2 y1 y2 y3
2 2 2 (B) 2 y1 y2 y3
3
2 2 2 (C) 2 y1 y2 y3
2 2 2 (D) 2 y1 y2 y3
【答案】(A)
2 2 2 【解析】由 x Py ，故 f xT Ax yT ( PT AP) y 2 y1 .且 y2 y3
2 0 0 P AP 0 1 0 0 0 1 .
T
1 0 0 Q P 0 0 1 PC 0 1 0
(C)
d
3 4
(D)
3
4
d
1 sin 2 1 2sin 2
f r cos , r sin dr
【答案】 （ B） 【分析】此题考查将二重积分化成极坐标系下的累次积分 【解析】先画出 D 的图形，
2
所以
f ( x, y)dxdy d
3
3
3
4
d sin12 f r cos , r sin rdr
2sin 2
1
(B)
4
d
1 sin 2 1 2sin 2
1 sin 2 1 2sin 2
f r cos , r sin rdr
f r cos , r sin dr
1 2x 1 e ( x )e x 是二阶常系数非齐次线性微分方程 y ay by ce x 的一 2 3
2015-同济大学数值分析-参考答案
1
1
ex
2
1
1 x
2
dx
34 0 34 e e e 5.481
3
将 f ( x) =x 代入，左边 = 将 f ( x) =x 4 代入， 左边 =
1
1
3 3 3 3 3 dx sin d 0 0 2 右边 3 2 1 x2 2
(10 分)
l1 0 0 y1 5 Ly = 1 l2 0 y2 = 3.25 0 2.5 l y -29 3 3
追：
l1 4 l2 5.25 1 u1 5 l3 10.5 2.5 u2 10
x
y
0
2
2
1
1
3 2
2 (10 分)
基函数： 0 ( x) 1, 1 ( x) cos x, 2 ( x) sin x
(0 , 0 ) (0 , 1 ) (0 , 2 ) a (0 , f ) 法方程： (1 , 1 ) (1 , 2 ) b (0 , f ) sym (2 , 2 ) c (0 , f )
xk
4.5 4.766 4 4.789 6 4.790 6 4.790 6
3/4
k 0 1 2 3 4
4.5
Ans Ans cos( Ans) Ans 1 cos( Ans) Ans sin( Ans) 1
= = =
2014-2015 数值分析试卷
维基解密
x3
2
3
【研究生】数值分析试题
文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持. 1文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.华南理工大学研究生课程考试 《数值分析》试卷A （2015年1月9日） 1. 考前请将密封线内各项信息填写清楚； 所有答案请按要求填写在本试卷上； 课程代码：S0003004； 4. 考试形式：闭卷； 5. 考生类别：硕士研究生； 本试卷共八大题，满分100分，考试时间为150分钟。
一．（12分）解答下列问题 1．欲计算下式： ()13(1)2(1)(2)7(1)(2)(3)6(1)(2)(3)(4),P x x x x x x x x x x x =+-+------+---- 2．设有递推公式 0161,1,2,n n y y y n -⎧=⎪⎨=-=⎪⎩ *001.732y y = 作实际计算，问计算到10y 时误差为初始误差*00y y -的多少 这个计算过程数值稳定吗 ？ . （14分）解答下列问题 1. 若2()63f x x =+，则[1,2,3]f 和[1,2,34]f ，的值分别是多少？ 2. 1012 . (10分) 设f 在互易节点i x 上的值()()0,1,....i i f f x i n ==。
试证明：f 在节点i x 上n 次最小二乘拟合多项式()n p x 与f 在节点i x 上的n 次Lagrange 插值多项式()n L x 一致，()()=n n p x L x 。
. (12分) 按代数精度的定义，构造下列形式的求积公式（即确定参数,A B ，α）: Gauss 型求积公式。
. (14分) 已知线性代数方程组Ax=b 为： ⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡-----n n n n n n n n b b b b x x x x d u u u v d v d v d 121121121112211000000文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.2文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑. (1) 用顺序高斯消去法求解方程组Ax=b ；(2) 先由(1)的消元过程直接写出A 的LU 分解，再利用该LU 分解求解方程组Ax=b 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
五、（本题满分 15 分）对常微分方程初值问题： dy = f (x, y) dx y(x0 ) = y0
确定下列显式单步法
yn+1
=
yn
+
h[λ1K1
+
λ2K2 ]
K1 K2
= =
f f
(tn , yn ) (tn + ph,
yn
+
phK1 )
中的参数 λ1，λ2，p 使其为二阶方法。
第 5页 共 6 页
六、（本题满分 10 分）（从下列两题中选择一道题完成）
1、定义内积：
( f , g) = ∫1 f (x)g(x)dx 0
在φ = span{1, x 2}中求 f (x ) = x 在[0,1]上的最佳平方逼近多项式 p (x ) 。
2、设数据（-1,0），（0,2）（1,3）（2,1）的最小二乘拟合为 y = a + bx2 ，求 a,b 的
值。
第 6页 共 6 页
15
作第 1 列的消元后所得的第 2、3 个方程分别为
。
5、设
A
=
1 2
−31 ，则 Cond F ( A) = ______.
6、利用初等旋转变换将向量a = (1, 2,3)T 化为与 e2 = (0,1, 0)T 平行的向量，则所对应
的初等旋转矩阵 H = I - 2v ⋅ vT 中的单位向量 v=_________。
10、n+1 个求积节点的 Gauss 型求积公式的代数精度为_______________。
第 1页 共 6 页
二、（本题满分 15 分）分别写出求解下列两个方程的收敛的迭代公式，并说明理由。 （1） x = cos x + sin x ，（2） x = 4 − 2x 3
第 2页 共 6 页
三、（本题满分 15 分）构造过节点 (−2,21),(−1.5, 23),(0.5, 22),(1, 21) 的牛顿差商
太原科技大学硕士研究生
2015/2016 学年第 1 学期《数值分析》课程试卷
总分 题号 一 二 三 四 五 六
分数
一、填空题（每空 3 分，共 30 分）
x3 + x, -1 ≤ x < 0
1、设
s(x)
=
2 x 3
+
4x2
+
bx,
0
≤
x
≤
是以-1,0,2 2
为节点三次样条函数，则
b=
。
x1
+ 5x2
+ 3x3
=
-11
7、为求解方程组
62xx11− +4x Nhomakorabea 2x2
+ 11x3 + x3 =
= 4
15
，试写出一个必收敛的迭代公式：
_________。
8、已知 3 阶矩阵 A 的特征值分别为 2,-5,-9，则矩阵 A 的谱半径是___________.
9、满足插值条件 f (0) = 1, f (1) = 2, f (2) = 4 的二次 Lagrange 插值多项式为______。
表，并选取合适的节点分别构造二次、三次牛顿插值多项式 P2 (x), P3 (x) 以计算
P2(0.8) 和 p3(0.8) 的近似值。
第 3页 共 6 页
四、（本题满分 15 分）构造 Gauss 求积公式：
∫1
0 xf (x)dx ≈ A1 f (x1) + A2 f (x2 )
∫ 并利用上述公式计算积分： 1(x3 − 2x)dx 。 0
2、方程 x3 = 2x 的牛顿迭代格式为____________.
3、已知数 x 的近似值 0.937 具有 2 位有效数字，则 x 的相对误差限是______。
4、用列主元高斯消去法解线性方程组
x
1
+ 5x2
+
3x3
=
-11
62xx11
− +
4x2 2x2
+ 11x3 + x3 =
= 4