数值逼近(复旦大学)答案
抽象代数基础丘维声答案
抽象代数基础丘维声答案【篇一：index】t>------关于模n剩余类环的子环和理想的一般规律[文章摘要]通过对模n剩余类的一点思考，总结出模n剩余类环的子环和理想的规律：所有理想为主理想，可以由n的所有因子作为生成元生成，且这些主理想的个数为n的欧拉数。
使我们得以迅速求解其子环和理想。
[关键字]模n剩余类环循环群子环主理想[正文]模n剩余类是近世代数里研究比较透彻的一种代数结构。
一，定义：在一个集合a里，固定n（n可以是任何形式），规定a元间的一个关系r，arb，当而且只当n|a-b的时候这里，符号n|a-b表示n能整除a-b。
这显然是一个等价关系。
这个等价关系普通叫做模n的同余关系，并且用a?b(n)来表示（读成a同余b模n）。
这个等价关系决定了a的一个分类。
这样得来的类叫做模n的剩余类。
二，我们规定a的一个代数运算，叫做加法，并用普通表示加法的符号来表示。
我们用[a]来表示a所在的剩余类。
规定：[a]+[b]=[a+b];[0]+[a]=[a];[-a]+[a]=[0];根据群的定义我们知道，对于这个加法来说，a作成一个群。
叫做模n剩余类加群。
这样得到的剩余类加群是循环群，并且[1]是其生成元，[0]是其单位元。
三，我们再规定a的另一个代数运算，叫做乘法，并且规定：[a][b]=[ab]；根据环的定义我们知道，对于加法和乘法来说，a作成一个环。
叫做模n剩余类环。
四，关于理想的定义：环a的一个非空子集a叫做一个理想子环，简称为理想，假如：(i) a,b?a?a-b?a；(ii)a?a,b?a?ba,ab?a；所以如果一个模n剩余类环a的子环a要作为一个理想，需要满足： (i) [a],[b]?a?[a-b]?a；(ii)[a]?a,[b]?a?[ba],[ab]?a；由以上四点可得到对一个模n剩余类环，求其所有子环和理想的一个方法。
思路：第一，模n剩余类环对加法构成加群，根据群的定义，找出所有子群；第三，对所有子群，根据环的定义，对乘法封闭，从所有子群里找出所有环；第四，对所有子环，根据理想的定义，找出所有理想。
数学分析(复旦大学版)课后题答案40-45
§udÃF¼êPÂÈ©§y{'4Gª§& 1 ln xy dx9uy Q[ , b ](b > 1)þÂñ. b
+∞ a A
ln
0
b dx x
Âñ
#f (x, y)Q[ a, +∞; c, d ]ë§é[ c, d)þzy§ f (x, y) dxÂñ§¢È©Qy = duÑ. y²ùÈ©Q[ c, d ]Âñ. y²µd f (x, d) dxuѧ&∃ε > 0, ∀A > a, ∃A , A A §¦ f (x, d) dx ε
dx [ p1 , p2 ]
Q
ë
2−p
dx [ p1 , p2 ]
Q
ë
6.
π −1 p 2−p 1 2 1 p π π −1 p 2−p p 2−p p1 2−p1 1 2 1−p1 x→π −0 1 p1 2−p1 p1 π 1 π −1 p−1 2−p1 π π −1 p 2−p 1 2 π p 2−p 1 2 π −1 p 1 2 π 0 p 2−p +∞ +∞
2−p
π −1 1 p 2−p
1 π −1 π sin x sin x sin x sin x dx = dx + dx + dx p (π − x)2−p p (π − x)2−p p (π − x)2−p p (π − x)2−p x x x x 0 0 1 π −1 1 sin x dx p 2−p 0 x (π − x) sin x sin x (0 x 1, 0 < p1 p p2 < 2) p 2 − p p 2 x (π − x) x (π − x)2−p2 sin x 1 lim xp2 −1 p = 2−p 2 − p 2 2 2 x→+0 x (π − x) π 1 sin x p2 < 2 p2 − 1 < 1 dx p2 (π − x)2−p2 x 0 1 sin x dx p ∈ [ p1 , p2 ] p (π − x)2−p x 0 1 sin x sin x (0 , 1 ] × [ p , p ] dx [ p1 , p2 ] 1 2 p (π − x)2−p xp (π − x)2−p x 0 π
复旦大学《数值分析》2020-2021学年第一学期期末试卷A卷
课程编号：A071001复旦大学2020-2021学年第一学期数值分析期末试题A一.解下列各题（每小题6分）1.求极限n n nn )111(lim 2++∞→.2..已知f 是可导函数,且x x f dx d 11(arctan =，求4(πf '.微分法，可以补用考虑微分次数，不断向下推。
导数法，比需两边对同一变量求导。
3.求出23||ln )(2+-=x x x x f 的间断点，并指出是第几类间断点.4.已知2)13(lim 2=++-+∞→bx ax x x ,试确定其中常数b a ,.二.解下列各题（每小题7分）1.设⎩⎨⎧+=+-=23)1ln(tt y t t x ,求22dx y d .2.试确定常数b a ,的值,使点)3,1(是曲线34bx ax y +=的拐点,并求出曲线的凹凸区间.3.求由方程0sin 21=+-y y x 所确定的隐函数)(x y y =的二阶导数.4.已知2112sin )(1lim30=--+→x x e x x f ，求)(lim 0x f x →.复合函数与函数求导公式可以一起用。
三.(9分)设数列}{n x 满足010<<-x ,),2,1,0(221 =+=+n x x x n nn ,证明}{n x 收敛,并求n n x ∞→lim .四.(9分)设)(x f 有二阶连续导数,0)0(=f ,⎪⎩⎪⎨⎧='≠=0),0(0,)()(x f x x x f x g ，求)(x g '并讨论)(x g '的连续性.五.(9分)一个体积给定的观察站底部是一个直圆柱,顶部是一个半球形,如果顶部单位面积的造价是侧面单位面积造价的二倍,问圆柱的底半径r 与高h 分别为多少时可使总造价最低?六.(8分）证明，当1>x 时，11ln +-≥x x x .七.(9分）(1)已知当0→x 时,2cos x e x -与k cx 是等价无穷小,求c 与k 的值;(2)求极限222sin )(cos 112lim 2xe x x x x x -+-+→.八.(4分)设)(xf 在],[b a 上连续,在),(b a 内可导,0)(≠'x f ,证明存在),(,b a ∈ηξ,使ηηξ---=''e ab e e f f a b )()(.最后一道题一定要会拼与凑。
数值逼近上机练习答案
实验一1． 分别用循环型Arnoldi 算法和循环型GMRES 算法求解线性方程组Ax b =。
1000110011101111A ⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦ 1111b ⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦取2m =，初始值(0)[0,0,0,0]x T =，迭代终止条件为810ε-=。
要求输出数值近似解和迭代步数。
M-文件Arnoldi 算法function X=Arnoldi(X0,m,A,b,ep)nk=0;while (max(abs(A*X0-b))>=ep)r0=b-A*X0;n=length(b);v=zeros(n,m+1);h=zeros(m,m);p=sqrt(sum(r0.^2));v(:,1)=r0./p;for k=2:m;tmp=0;for i=1:k-1h(i,k-1)=(A*v(:,k-1))'*v(:,i);tmp=tmp+h(i,k-1)*v(:,i);endvk=A*v(:,k-1)-tmp;h(k,k-1)=sqrt(sum(vk.^2));v(:,k)=vk/h(k,k-1);endtmp=0;for i=1:mh(i,m)=(A*v(:,m))'*v(:,i);tmp=tmp+h(i,m)*v(:,i);endvm1=A*v(:,m)-tmp;hm1=sqrt(sum(vm1.^2));v(:,m+1)=vm1/hm1;e1=zeros(m,1);e1(1)=1;y=inv(h)*p*e1;z=v(:,1:m)*y;X0=X0+z;nk=nk+1;endnkX=X0;Command windows：A=[1 0 0 0;1 1 0 0;1 1 1 0;1 1 1 1]b=[1 1 1 1]'m=2x0=[0 0 0 0]'ep=1.0e-8结果：Arnoldi(X0,m,A,b,ep)nk =23ans =1.00000.0000-0.0000-0.0000GMRES算法function X=GMRES(X0,m,A,b,ep)nk=0;while(max(abs(A*X0-b))>=ep)r0=b-A*X0;n=length(b);v=zeros(n,m+1);h=zeros(m,m);p=sqrt(sum(r0.^2));v(:,1)=r0./p;for k=2:m;tmp=0;for i=1:k-1h(i,k-1)=(A*v(:,k-1))'*v(:,i); tmp=tmp+h(i,k-1)*v(:,i);endvk=A*v(:,k-1)-tmp;h(k,k-1)=sqrt(sum(vk.^2));v(:,k)=vk/h(k,k-1);endtmp=0;for i=1:mh(i,m)=(A*v(:,m))'*v(:,i);tmp=tmp+h(i,m)*v(:,i);endvm1=A*v(:,m)-tmp;hm1=sqrt(sum(vm1.^2));v(:,m+1)=vm1/hm1;H=[h;[zeros(1,m-1),hm1]];e1=zeros(m+1,1);e1(1)=1;y=pinv(H)*p*e1;z=v(:,1:m)*y;X0=X0+z;nk=nk+1;endnkX=X0;Command windowsA=[1 0 0 0;1 1 0 0;1 1 1 0;1 1 1 1]b=[1 1 1 1]'m=2x0=[0 0 0 0]'ep=1.0e-8结果：GMRES(X0,m,A,b,ep)nk =12ans =1.0000 0.0000 -0.0000 -0.00001. 用追赶法、线性插值法和双参数法求解n 阶三对角方程组Ax f =。
数值分析参考答案_第一章第二章
数值分析参考答案第一章数值分析与科学计算引论3、下列各数都是经过四舍五入得到的近似数，即，误差限不超过最后一位的半个单位，试指出它们是几位有效数字：* 11.1021x=，*20.031x=，*3385.6x=，*456.430x=，*57 1.0x=⨯解：法1：按p5的公式（2.1）展开法2：从左到右第一位非零开始数* 11.1021x=有5位有效数字，* 20.031x=有2位有效数字，* 3385.6x=有4位有效数字，* 456.430x=有5位有效数字，* 57 1.0x=⨯有1位有效数字（科学记数法）。
6 设028Y=，按递推公式11,2,n nY Y n-== ，计算到100Y。
若取27.982≈（5位有效数字），试问计算100Y将有多大误差？解：精确值Y=*27.983Y=从而，**30001102Y Yε-=-≤⨯第一次迭代：***111011282827.983100100Y Yεε⎛⎛⎫=-=--⨯≤⎪⎝⎝⎭第二次迭代：()()***22211*****1100000127.9831001112100100100100Y Y Y YY Y Y Yεεεε⎛⎛⎫=-=---⨯⎪⎝⎝⎭=---≤+=按规律递推得：***100n n nnY Yεε=-≤所以有：***310010010001001101002Y Yεε-=-≤=⨯因此，计算100Y 的误差限不超过31102-⨯7、求方程25610x x -+=的两个根，使它至少具有427.982）解：由求根公式得2828x ===±27.982≈具有5位有效数字，则有1282827.98255.982x =≈+=21280.0178655.982x ==≈=11、序列{}n y 满足递推关系：1101,1,2,n n y y n -=-= ，若0 1.41y =≈（3位有效数字），计算到10y 时误差有多大？这个计算过程稳定吗？解：0y =*0 1.41y =，则有**20001102y y ε-=-≤⨯ 按迭代公式有：()*****111000001011011010y y y y y y εε=-=---=-≤ ()****2*222111101011011010y y y y y y εε=-=---=-≤由递推式，可得()***10*10*101010990001011011010y y y y y y εε=-=---==-≤因此，此计算过程不稳定。
数学分析复旦答案
数学分析复旦答案【篇一：复旦《数学分析》答案第四章1、2节】题 4.1 微分和导数⒈半径为1cm的铁球表面要镀一层厚度为0.01cm的铜，试用求微分的方法算出每只球需要用铜多少克？（铜的密度为8.9g/cm3。
）解球体积v?43?r3，每只球镀铜所需要铜的质量为2m???v?4??r?r?1.12g。
?0⒉用定义证明，函数y点之外都是可微的。
证当x?0时，?y?微。
当x?0时，?y???3x2在它的整个定义域中，除了x这一?x2是?x的低阶无穷小，所以y?x2在x?0不可?x?x?o(?x),所以y?x2在x?0是可微的。
习题 4.2 导数的意义和性质1．设f?(x0)存在，求下列各式的值：⑴⑵⑶lim?x?0f(x0??x)?f(x0) ?x；limx?x0f(x)?f(x0)x?x0；。
f(x0?(??x))?f(x0) (??x)??f(x0)。
limh?0f(x0?h)?f(x0?h) h解 (1)lim⑵⑶f(x0??x)?f(x0) ?xf(x)?f(x0)x?x0?x?0??lim?x?0x?x0lim?limf(x0?(x?x0))?f(x0) x?x0x?x0?0?f(x0)。
limf(x0?h)?f(x0?h) hf(x0?h)?f(x0)hh?0f(x0?h)?f(x0)hh?0?limh?0?lim?2f(x0)。
2．⑴用定义求抛物线y?2x2?3x?1的导函数；⑵求该抛物线上过点(?1,?2)处的切线方程；⑶求该抛物线上过点(?2,1)处的法线方程；⑷问该抛物线上是否有(a,b)，过该点的切线与抛物线顶点与焦点的连线平行？解 (1)因为?y?x?2(x??x)?3(x??x)?1?(2x?3x?1)?xf(x)?lim?y?x?4x?3。
22?4x?3?2?x，所以?x?0(2)由于(3)由于f(?1)??1，切线方程为y??1?[x?(?1)]?(?2)??x?3。
f(?2)??5，法线方程为y??1?5[x?(?2)]?1?x?75。
数值逼近题库(含参考答案)cool
数值逼近题库（含参考答案）习题一1.用3位数字计算出方程：的解x，y，再用6位数字计算出x与y，已知正确解为练习练习x=1,y=-1,计算结果说明什么？解：用3位浮点计算：，即得：，解得：用6位浮点计算：，即得：，解得：此例说明，在计算过程中，选取有效数字位数越多，相对误差越小，计算结果越精确。
11．将（2，4，-2，2）中的数全部列出来，且在实轴上表示出来，问总共有多少？解：(2,4,-2,2)系统中的所有正数为：共有个，再加上中的80个负数以及0，故共有161个。
15．求的误差分析。
解：其中。
16．有误差，，问的传播误差是多少？解：因为若，则，又由于：，则：当时，，当时，，当时，。
14．假设有一种算法，求可得到6位有效数字，问为了使有4位有效数字，应取几位有效数字？解：因为其中：为取近似值时的相对误差，为求开方运算的相对误差，由题设和定理1知所以：若，即对取6位有效数字时，有4位有效数字（由定理1）。
10．都是中的数，试给出的向前误差分析和向后误差分析。
解：（1）由定理5，向前误差分析为其中，。
（2）向后误差分析，仍由定理5其中：。
第二章函数的插值1．下列函数表（表18）中的数字都是有效数字。
（1）通过ctgx的函数表，进行插值，求ctg(0.0015)，并估计误差；解：先作差分表：取：又由：所以误差为：2．给定的函数值如表19所示，用3种途径求3次插值多项式。
解：（1）用牛顿方法。
先作差商表：所以：（2）用Lagrange 方法化简得：（3）用内维尔方法再由：得：3．给定的函数值如表20所示，求解：先作差商表：即：故：4．求，利用，取节点作插值，并估计截断误差。
解：先作差商表：所以，。
故：其截断误差：由于，所以5．证明：在两个节点：上作线性插值，当时，余项为证：因为其中：6．若是小量，则三个函数值应怎样线性组合，才能得到较好的的近似值。
解：由于所以：，即：。
7．证明。
证：设，则11．用拉格朗日途径导出如下的次埃尔米特插值，满足：。
高等数学复旦大学出版第三版课后答案
206习题十1. 根据二重积分性质，比较ln()d D x y σ+⎰⎰与2[ln()]d D x y σ+⎰⎰的大小，其中：（1）D 表示以（0，1），（1，0），（1，1）为顶点的三角形； （2）D 表示矩形区域{(,)|35,02}x y x y ≤≤≤≤.解：（1）区域D 如图10-1所示，由于区域D 夹在直线x +y =1与x +y =2之间，显然有图10-112x y ≤+≤从而 0l n ()x y ≤+<故有2l n ()[l n ()]x y x y+≥+ 所以 2l n ()d [l n ()]dD Dx yx y σσ+≥+⎰⎰⎰⎰（2）区域D 如图10-2所示.显然，当(,)x y D ∈时，有3x y +≥.图10-2从而 ln(x +y )>1 故有2l n ()[l n ()]x y x y+<+207所以 2l n ()d [l n ()]dD Dx yx y σσ+<+⎰⎰⎰⎰2. 根据二重积分性质，估计下列积分的值： （1）,{(,)|02,02}I D x y x y σ==≤≤≤≤⎰⎰;（2）22sin sin d ,{(,)|0π,0π}D I x y D x y x y σ==≤≤≤≤⎰⎰; （3）2222(49)d ,{(,)|4}D I x y D x y x y σ=++=+≤⎰⎰. 解：（1）因为当(,)x y D ∈时，有02x ≤≤, 02y ≤≤因而 04xy ≤≤.从而22≤故2d D D σσσ≤≤⎰⎰⎰⎰⎰⎰即2d d DDσσσ≤≤⎰⎰⎰⎰而 d D σσ=⎰⎰ （σ为区域D 的面积），由σ=4 得8σ≤≤⎰⎰(2) 因为220sin 1,0sin 1x y ≤≤≤≤，从而220sin sin 1x y ≤≤故 220d sin sin d 1d D D D x y σσσ≤≤⎰⎰⎰⎰⎰⎰ 即220sin sin d d D D x y σσσ≤≤=⎰⎰⎰⎰ 而2πσ=所以2220sin sin d πD x y σ≤≤⎰⎰（3）因为当(,)x y D ∈时，2204x y ≤+≤所以22229494()925x y x y ≤++≤++≤故 229d (49)d 25d D D D x y σσσ≤++≤⎰⎰⎰⎰⎰⎰ 即229(49)d 25Dx y σσσ≤++≤⎰⎰208而2π24πσ=⋅=所以2236π(49)d 100πDx y σ≤++≤⎰⎰3. 根据二重积分的几何意义，确定下列积分的值： （1）222(,{(,)|};D a D x y x y a σ=+≤⎰⎰（2）222,{(,)|}.D x y x y a σ=+≤⎰⎰解：（1）(,D a σ⎰⎰在几何上表示以D 为底，以z 轴为轴，以（0，0，a ）为顶点的圆锥的体积，所以31(π3Da a σ=⎰⎰ （2）σ⎰⎰在几何上表示以原点（0，0，0）为圆心，以a为半径的上半球的体积，故32π.3a σ=⎰⎰ 4.设f (x ，y )为连续函数，求2220021lim(,)d ,{(,)|()()}πDr f x y D x y x x y y r r σ→=-+-≤⎰⎰.解：因为f (x ，y )为连续函数，由二重积分的中值定理得，(,),D ξη∃∈使得2(,)d (,)π(,)Df x y f r f σξησξη=⋅=⋅⎰⎰又由于D 是以（x 0，y 0）为圆心，r 为半径的圆盘，所以当0r →时，00(,)(,),x y ξη→ 于是：0022200000(,)(,)11lim(,)d limπ(,)lim (,)ππlim (,)(,)Dr r r x y f x y r f f r r f f x y ξησξηξηξη→→→→=⋅===⎰⎰5. 画出积分区域，把(,)d D f x y σ⎰⎰化为累次积分： (1) {(,)|1,1,0}D x y x y y x y =+≤-≤≥;(2)2{(,)|2,}D x y y x x y =≥-≥209(3)2{(,)|,2,2}D x y y y x x x=≥≤≤解：（1）区域D 如图10-3所示，D 亦可表示为11,01y x y y -≤≤-≤≤.所以1101(,)d d (,)d yD y f x y y f x y x σ--=⎰⎰⎰⎰(2) 区域D 如图10-4所示，直线y =x -2与抛物线x =y 2的交点为（1，-1），（4，2），区域D 可表示为22,12y x y y ≤≤+-≤≤.图10-3 图10-4所以2221(,)d d (,)d y D yf x y y f x y x σ+-=⎰⎰⎰⎰（3）区域D 如图10-5所示，直线y =2x 与曲线2y x=的交点(1，2)，与x =2的交点为(2，4),曲线2y x=与x =2的交点为（2，1），区域D 可表示为22,1 2.y x x x≤≤≤≤图10-5210所以2221(,)d d (,)d xD xf x y x f x y y σ=⎰⎰⎰⎰.6. 画出积分区域，改变累次积分的积分次序： (1) 2220d (,)d yyy f x y x⎰⎰; (2)e ln 1d (,)d xx f x y y ⎰⎰;(3) 1320d (,)d yy f x y x-⎰; (4)πsin 0sin2d (,)d xx x f x y y -⎰⎰;(5) 1233001d (,)d d (,)d yyy f x y y y f x y x -+⎰⎰⎰⎰.解：（1）相应二重保健的积分区域为D ：202,2.y y x y ≤≤≤≤如图10-6所示.图10-6D 亦可表示为：04,.2xx y ≤≤≤所以2224002d (,)d d (,)d .yx yy f x y x x f x y y =⎰⎰⎰⎰(2) 相应二重积分的积分区域D ：1e,0ln .x y x ≤≤≤≤如图10-7所示.图10-7D 亦可表示为：01,e e,y y x ≤≤≤≤211所以e ln 1e10ed (,)d d (,)d y xx f x y y y f x y x =⎰⎰⎰⎰(3) 相应二重积分的积分区域D为：01,32,y x y ≤≤≤≤-如图10-8所示.图10-8D 亦可看成D 1与D 2的和，其中 D 1：201,0,x y x ≤≤≤≤D 2：113,0(3).2x y x ≤≤≤≤-所以2113213(3)2001d (,)d d (,)d d (,)d yx x y f x y x x f x y y x f x y y --=+⎰⎰⎰⎰⎰.(4) 相应二重积分的积分区域D 为：0π,sinsin .2xx y x ≤≤-≤≤如图10-9所示.图10-9D 亦可看成由D 1与D 2两部分之和，其中 D 1：10,2arcsin π;y y x -≤≤-≤≤ D 2：01,arcsin πarcsin .y y x y ≤≤≤≤-所以πsin 0π1πarcsin 0sin 12arcsin 0arcsin 2d (,)d d (,)d d (,)d xyx y yx f x y y y f x y x y f x y x ----=+⎰⎰⎰⎰⎰⎰(5) 相应二重积分的积分区域D 由D 1与D 2两部分组成，其212中 D 1：01,02,y x y ≤≤≤≤D 2：13,03.y x y ≤≤≤≤-如图10-10所示.图10-10D 亦可表示为：02,3;2xx y x ≤≤≤≤- 所以()1233230012d ,d d (,)d d (,)d yyxxy f x y x y f x y x x f x y y --+=⎰⎰⎰⎰⎰⎰7.解：因为(,)Df x y d σ⎰⎰为一常数，不妨设(,)Df x y C =⎰⎰则有(,)x y f xy C =+从而有(,)()x y Df xy f uv C dudv =++⎰⎰而{}2(,)0 1.0D x y x y x =≤≤≤≤21(,)00()u x y f xy uv C dv du ⎡⎤∴=+⎰⎰+⎣⎦2120012u xy uv cv du ⎡⎤=+⎰+⎢⎥⎣⎦ 152012xy u cu du ⎡⎤=+⎰+⎢⎥⎣⎦163011123xy u cu ⎡⎤=++⎢⎥⎣⎦11123xy C =++18C ∴=故(,)18x y f xy ∴=+8. 计算下列二重积分：213(1) 221d d ,:12,;Dx x y D x y x y x≤≤≤≤⎰⎰ (2) e d d ,x yD x y ⎰⎰D由抛物线y 2 = x ,直线x =0与y =1所围；(3) d ,x y ⎰⎰D 是以O (0,0)，A (1，-1)，B (1，1)为顶点的三角形; (4) cos()d d ,{(,)|0π,π}D x y x y D x y x x y +=≤≤≤≤⎰⎰.解：（1）()22222231221111d d d d d d xx D x x x x x x y x y x x x x y yy ==-=-⎰⎰⎰⎰⎰⎰2421119.424x x ⎡⎤=-=⎢⎥⎣⎦(2) 积分区域D 如图10-12所示.图10-12D 可表示为：201,0.y x y ≤≤≤≤所示22110000ed d de d d e d()xx x y y yyyD xx y y x y y y==⎰⎰⎰⎰⎰⎰ 2111100ed (e 1)d e d d y x y y yy y y y y y y y ==-=-⎰⎰⎰⎰1111120000011de d e e d .22yy yy y y y y y =-=--=⎰⎰⎰ (3) 积分区域D 如图10-13所示.214图10-13D 可表示为：01,.x x y x ≤≤-≤≤所以2110d d arcsin d 2xxxx y x y x y x x --⎡==+⎢⎣⎰⎰⎰⎰⎰ 112300ππ1πd .2236x x x ==⋅=⎰ ππππ0πππ0(4)cos()d d d cos()d [sin()]d [sin(π)sin 2]d (sin sin 2)d 11.cos cos 222x Dxx y x y x x y y x y xx x x x x x x x +=+=+=+-=--⎡⎤==+⎢⎥⎣⎦⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰9. 计算下列二次积分：10112111224(1)d d ;(2)d e d d e d .yy y xxyxy x xy x y x +⎰⎰⎰⎰解：（1）因为sin d x x x⎰求不出来，故应改变积分次序。
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习题一1.用3位数字计算出方程：的解x，y，再用6位数字计算出x与y，已知正确解为练习练习x=1,y=-1,计算结果说明什么？解：用3位浮点计算：，即得：，解得：用6位浮点计算：，即得：，解得：此例说明，在计算过程中，选取有效数字位数越多，相对误差越小，计算结果越精确。
11．将（2，4，-2，2）中的数全部列出来，且在实轴上表示出来，问总共有多少？解：(2,4,-2,2)系统中的所有正数为：共有个，再加上中的80个负数以及0，故共有161个。
15．求的误差分析。
解：其中。
16．有误差，，问的传播误差是多少？解：因为若，则，又由于：，则：当时，，当时，，当时，。
14．假设有一种算法，求可得到6位有效数字，问为了使有4位有效数字，应取几位有效数字？解：因为其中：为取近似值时的相对误差，为求开方运算的相对误差，由题设和定理1知所以：若，即对取6位有效数字时，有4位有效数字（由定理1）。
10．都是中的数，试给出的向前误差分析和向后误差分析。
解：（1）由定理5，向前误差分析为其中，。
（2）向后误差分析，仍由定理5其中：。
第二章函数的插值1．下列函数表（表18）中的数字都是有效数字。
（1）通过ctgx的函数表，进行插值，求ctg(0.0015)，并估计误差；解：先作差分表：取：又由：所以误差为：2．给定的函数值如表19所示，用3种途径求3次插值多项式。
解：（1）用牛顿方法。
先作差商表：所以：（2）用Lagrange 方法化简得：（3）用内维尔方法再由：得：3．给定的函数值如表20所示，求解：先作差商表：即：故：4．求，利用，取节点作插值，并估计截断误差。
解：先作差商表：所以，。
故：其截断误差：由于，所以5．证明：在两个节点：上作线性插值，当时，余项为证：因为其中：6．若是小量，则三个函数值应怎样线性组合，才能得到较好的的近似值。
解：由于所以：，即：。
7．证明。
证：设，则11．用拉格朗日途径导出如下的次埃尔米特插值，满足：。
解：先构造次数不高于的多项式满足下列2n个条件：满足上述条件的的多项式可以写成：其中A为待定系数，再由条件得：即：再构造次数不高于的多项式满足下列2n个条件：，令：它满足上述条件中除外的所有其他条件，于是再由所以，于是：于是所求的埃尔米特插值多项式为13．找一个5次Hermite多项式，满足解：由差商表：（略）14.证明（34）式成立，即证明证明：因为：17．解：因为，若是贝塞尔函数的反函数，为求的零点，只需求，下面用插值方法计算，先作差商表：于是根：或样条插值和曲线拟合2．，作4次多项式的等距插值，求，并比较与的差别，如果用分段插值，那么结果将如何？解：（1）先作差商表所以：，故：。
（2）若采用分段插值，则在上，，所以：，结果一样。
4．对在中用等距分段Hermite 3次插值，其余项是什么？解：若对在中用等距分段Hermite 3次插值，则在每个小区间上，由第二章定理8知：由于，所以在上，注意右端与无关，故在上，有：。
5．对函数，在区间上用等距线性插值、等距Hermite 3次插值、等距样条插值，问步长应取多少才能保证各自的截断误差小于？解：因为，所以，因此。
若在区间上用等距线性插值，则误差为：欲使，只须。
若在区间上用等距Hermite 3次插值，则误差为：欲使，只须若在区间上用等距样条插值，则由定理5，有：欲使，只须。
7．对，在上取5个等距节点，求3次自然样条插值。
解：取节点，作差商表：对于自然样条，，按公式（10）形成方程组：解得：。
由（9）式即得样条函数的表达式（略）。
11．对于3次样条函数，如果给定的条件是，如何给出边界条件使得唯一确定。
解：由于在上是3次多项式，故在上是1次多项式，而且满足，因此可表示为于是积分两次并利用（为未知量）可定出积分常数：事实上，积分两次后，记，再由可定出。
于是：即：若考虑在上，有两边的应相等，即：，整理并记，得：若给定边界条件，则形成方程组：该方程组的系数矩阵为严格对角占优矩阵，故唯一确定。
12．若是实轴上个由小到大排列的点，考虑一个上的函数，它在上是一个二次多项式，并且是已知值，又在内节点上连续，这样的称为二次样条插值。
试证这样的二次样条插值有很多，并问加上何种条件才能使它唯一，给出求的方程。
解：由于在每个小区间上，有3个待定系数，于是在上共有个待定系数，。
要满足的条件是：通过型值点：，共有个方程；的一阶导数连续，即共有个方程。
这样总共有个方程，而待定系数有个，于是可以有很多。
若要使它唯一确定，加上即可。
事实上：考虑在上是一个二次多项式，可以写成：，若记为未知量，则：，再由得，故，再由得：再由为已知，从而由，可求得，且由递推关系知是唯一确定的。
15．证明满足周期边界条件的3次样条插值函数也具有极小模性质，即：，其中是二阶导数连续函数，且，，。
证：设是二阶导数连续，且满足，，的任意一个函数，令，则。
由：得：故：。
证毕16．证明：贝齐尔曲线。
证：因17．对于贝齐尔曲线，若要求，问应是什么？解：由得：，即：，再由得：，解得：18．利用作图定理证明：。
证：利用数学归纳法。
当时：成立。
假设当时有：，则当时：故由数学归纳法知，对任意有：。
19．证明：。
证：因为：，两边求导得：故：。
最佳逼近1.若，试构造相应的Bernstain多项式。
解：作变换，则当时，，记：，则其Bernstain多项式为：再将代入上式即得在上的Bernstain多项式：4．假设，证明关于的最佳一致逼近多项式为：，其中：。
证明：因在上连续，故存在使：，。
（1）若，（2）则为常数，（3）显然就是在上的0次最佳一致逼近多项式。
（4）若则，（5）且记，（6）由于当，（7）于是：，（8）即，（9）又，（10） 9;，（11）即为误差曲线的两个正负相间的偏差点，（12）由契比雪夫定理知，（13） 9; 就是在上的0次最佳一致逼近多项式。
6．证明的最佳一致逼近次多项式就是在上的某个次拉格朗日插值多项式。
证明：（1）若，则的最佳一致逼近次多项式就是自身。
这时在上任取个不同的点，就可以看作以这个点为插值节点的关于自身的拉格朗日插值多项式。
（2）若，且是的最佳一致逼近次多项式，则由契比雪夫定理知，误差曲线在上有至少由个点组成的交错点组，从而由介值定理知在上至少有个零点，于是就是以这个零点为插值节点的次拉格朗日插值多项式。
7．假设是奇（偶）函数，问其最佳一致逼近多项式是否也是奇（偶）函数？解：回答是肯定的。
这里只证明当是偶函数时，相应的最佳一致逼近多项式也是偶函数。
事实上，由于是在上的最佳一致逼近多项式，则有：用代替，并注意到，也有：这说明也是在上的最佳一致逼近多项式，再由唯一性知：成立，说明是偶函数。
证毕8．求解在上的一次最佳一致逼近多项式。
解：因：，故由定理4的推论2知是契比雪夫交错点。
假设是在上的一次最佳一致逼近多项式，则，又若是另一个契比雪夫交错点，则由，再由得，所以在上的一次最佳一致逼近多项式为。
9．选取常数，使最小，又问这样的常数是否唯一？解：令，由，解得，再由，，所以，欲使最小，只需取，即解得。
11．证明第一类契比雪夫多项式具有如下性质：（1），（2）（3）（4）证明：（1）（2）（3）因，则因代入上式即得（4）同理因12．构造区间上的最小零偏差次代数多项式。
解：已知在[的最小零偏差次代数多项式为，即它是次首一多项式，且在[-1，1]上的个点处轮流取得其最大值与最小值。
对于区间，作变换，则当时，，以代入得，其首项系数为，于是是在上的次首一多项式，且在个点处轮流取得其最大值与最小值，故上的最小零偏差次代数多项式为。
14．试求在上关于的最佳一致逼近三角多项式，并求出最佳逼近值。
解：不妨设，则取，则误差曲线满足，且在区间上的个点：，处轮流取得其最大值与最小值，由于是以为周期的周期函数，故这一性质在上也成立。
因此的最佳一致逼近三角多项式为，最佳逼近值为。
当时，上述结论也成立。
15．假设是上的个互不相同的点，证明：对于任意向量，方程组有唯一解。
证明：原方程组的矩阵形式为：为证明上述方程组有唯一解，仅需证明对应的齐次方程组只有零解。
用反证法，假设对应的齐次方程组有非零解，由此令，于是对应的齐次方程组相当于，注意到已知且互不相同以及在中为奇函数，故，再加上，从而次三角多项式在中有个零点，这与引理3的性质6相矛盾。
于是原方程组有唯一解。
16．证明在区间上，。
证明：因在区间上，是在所有次首一多项式中，与零偏差最小的多项式，故以的零点：为插值节点，构造拉格朗日次插值多项式，则：，因为根据的取法有：，从而于是。
17．证明许瓦兹不等式，并借此证明内积范数满足范数的3条性质。
证：取，则故：。
并由内积的性质：推出：（1）且（2）（3）由于：所以：18．求在[0，1]上的一次最佳平方逼近多项式。
解：由于，则：，，，，，可得方程组：，解之得：。
故在[0，1]上的一次最佳平方逼近多项式为：。
19．若是秩为的矩阵，试求解问题：，其中：。
解：若记为矩阵A的第列向量，则由于A的秩为，故线性无关，且记，显然：，于是子空间V对的最佳平方逼近为：。
从而上述问题即为最小二乘问题，其解满足法方程组：，故所求问题的解为：。
20．若连续函数列在上带权正交，且恒正，证明：对任意个数，广义多项式在上至少有一个零点。
证明：用反证法。
若存在个数，使广义多项式在上没有零点，由于为连续函数，故在上恒正，或恒负。
不妨设，又由恒正，故。
但由于在上带权正交，故，这与上式矛盾。
因此，对任意个数，广义多项式在上至少有一个零点。
21．试写出勒让德多项式的前4项。
解：由递推公式：得：。
22．证明：第二类契比雪夫多项式在内积意义下正交。
问其规范正交系又怎样？证明：由于因此第二类契比雪夫多项式在内积意义下正交，且其规范正交系为：第五章数值积分1.若求积公式（2）具有m次代数精度，试证明对于任意次数不超过m的代数多项式，都有。
证明：因为对，都有，从而由的线性性质以及任意有：。
结论成立。
2.证明柯特斯系数满足。
证明：（1）由，令，则故（2）由于牛顿-柯特斯公式的代数精度，故对零次多项式，有，即，也就是，即，由得。
3.证明柯特斯系数满足方程组：证明：由于牛顿-柯特斯公式的代数精度，故在区间上使用牛顿-柯特斯公式对精确成立，即：，也就是：或，写成矩阵形式即为：4．证明，若不是整数，且，则；若不是整数，且，则。
证明：因为，所以：若不是整数，且时，有成立，所以：，于是。
再由：和得：。
同理当时，，两边再减有：，即，所以若不是整数，且时，。
证毕5.假设在上连续，。
证明：存在成立证明：因在上连续，故在上必取得最大值和最小值，即当时。
又若令，则由得：。
故由连续函数的介值定理知：必存在，使，即。
6.若用复化梯形公式求积分，则积分区间要多少等分才能保证计算结果有五位有效数字？解：欲使，其中，只须，即积分区间要68等分才能保证计算结果有五位有效数字。