数值分析考试题
昆明理工大学—数值分析各年考试题及答案

昆明理工大学数值分析考试题(07)一.填空(每空3分,共30分)1. 设A 0.231x =是真值0.229T x =的近似值,则Ax 有 位有效数字。
2. 若74()631f x x x x =+++,则017[2,2,...2]f = ,018[2,2,...2]f = 。
3. A=1031⎡⎤⎢⎥-⎣⎦,则1A = ;A ∞= ;2A =2()cond A = 。
4. 求方程()x f x =根的牛顿迭代格式是 。
5.设105%x =±,则求函数()f x =的相对误差限为 。
6.A=2101202a a ⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭,为使其可分解为TL L (L 为下三角阵,主对角线元素>0),a 的取值范围应为 。
7.用最小二乘法拟合三点A(0,1),B(1,3),C(2,2)的直线是 。
(注意:以上填空题答案标明题号答在答题纸上,答在试卷上的不给予评分。
)二.推导与计算(一)对下表构造f(x)的不超过3次的插值多项式,并建立插值误差公式。
(12分)(二)已知()x x =Φ和()x 'Φ满足∣()x 'Φ-3∣<1。
请利用()x Φ构造一个收敛的简单迭代函数()x ψ,使1(),0,1,......k k x x k +=ψ=收敛。
(8分)(三)利用复化梯形公式计算21x I e dx -=⎰,使其误差限为60.510-⨯,应将区间[0,1]等份。
(8分)(四)设A= 1001005a b b a ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦,detA ≠0,推导用a ,b 表示解方程组AX=f 的Seidel(G-S) 迭代法收敛的充分必要条件。
(10分)(五)确定节点及系数,建立如下 GAUSS 型求积公式111220()()dx A f x A f x ≈+⎰。
(10分)(六)对微分方程初值问题'00(,)()y f x y y x y ⎧=⎨=⎩(1) 用数值积分法推导如下数值算法:1111(4)3n n n n n hy y f f f +-+-=+++,其中(,)i i i f f x y =,(1,,1)i n n n =-+。
数值分析试题集

..数值分析试题集(试卷一)一( 10 分)已知 x 1* 1.3409 ,x 2* 1.0125 都是由四舍五入产生的近似值, 判断 x 1*x 2* 及 x 1* x 2*有几位有效数字。
二( 10 分)由下表求插值多项式x 01 2 y2 34 y1- 1三( 15 分)设 f ( x)C 4 [a,b] , H ( x )是满足下列条件的三次多项式H (a) f (a) , H (b) f (b) , H (c)f (c) , H (c) f (c)( a c b )求 f (x)H ( x) ,并证明之。
12四( 15 分)计算13 dx ,10 2。
x五( 15 分)在 [0,2]上取 x 0 0 , x 1 1 , x 22 ,用二种方法构造求积公式,并给出其公式的代数精度。
六( 10 分)证明改进的尢拉法的精度是 2 阶的。
七( 10 分)对模型 yy , 0 ,讨论改进的尢拉法的稳定性。
八( 15分)求方程 x 34x 2 7x 1 0 在 -1.2 附近的近似值,10 3。
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------(试卷二)一填空( 4*2 分)1 {k ( x) } k 0 是区间 [0, 1]上的权函数为( x) x 2 的最高项系数为 1 的正交多项式族,其中10 (x)1,则x0 ( x) dx ------------------- , 1 ( x) ------------------。
2 12 A,则 A1 4----------- ,( A) ----------------- 。
a 1 2 时, A 可作 LU 分解。
3 设 A,当 a 满足条件 ---------------- 14..4 设非线性方程 f ( x) (x33x23x1)( x 3) 0 ,其根 x1* 3 , x2*1,则求 x1* 的近似值时,二阶局部收敛的牛顿迭代公式是--------------------------- 。
数值分析期末考试题

数值分析期末考试题一、选择题1. 在数值分析中,用于求解线性方程组的雅可比方法属于以下哪种迭代法?A. 直接迭代法B. 间接迭代法C. 外推法D. 松弛法2. 插值法中,拉格朗日插值多项式的主要特点是?A. 适用于多项式插值B. 适用于函数值已知的情况C. 只适用于单点插值D. 适用于分段插值3. 在数值积分中,辛普森法则是一种?A. 单区间求积公式B. 双区间求积公式C. 三区间求积公式D. 多区间求积公式4. 误差分析中,截断误差通常与以下哪个概念相关?A. 舍入误差B. 舍入误差的补偿C. 条件数D. 病态条件5. 非线性方程求解中,牛顿法的收敛速度通常?A. 较慢B. 较快C. 与初始值有关D. 与方程的性质有关二、填空题1. 在求解三对角线性方程组时,托马斯算法是一种________方法。
2. 多项式插值中,牛顿插值多项式可以通过________法来构建。
3. 数值积分中,高斯求积法是一种________方法。
4. 误差传递的估计通常通过________公式来进行。
5. 非线性方程的求解中,二分法是一种________方法。
三、简答题1. 请简述数值分析中的条件数概念及其在解方程中的应用。
2. 描述线性方程组迭代法中的收敛性判断方法,并给出收敛域的计算公式。
3. 解释插值和拟合的区别,并举例说明各自的应用场景。
4. 阐述数值积分中梯形法则的原理及其误差估计方法。
5. 讨论非线性方程求解中不动点理论和收敛性的关系。
四、计算题1. 给定线性方程组如下,请使用高斯消元法求解未知数x、y、z的值: \[\begin{cases}2x + y + z = 6 \\x + 3y + 2z = 11 \\3x + y + 4z = 17\end{cases}\]2. 假设有一个函数f(x) = sin(x),给定插值节点如下,请使用拉格朗日插值法构造一个三次插值多项式,并计算在x=π/4处的插值误差。
昆明理工大学—数值分析各年考试题及答案

昆明理⼯⼤学—数值分析各年考试题及答案昆明理⼯⼤学数值分析考试题(07)⼀.填空(每空3分,共30分)1.设A 0.231x =是真值0.229T x =的近似值,则Ax 有位有效数字。
2.若74()631f x x x x =+++,则017[2,2,...2]f = ,018[2,2,...2]f = 。
3. A=1031??-,则1A = ;A ∞= ;2A =2()cond A = 。
4.求⽅程()x f x =根的⽜顿迭代格式是。
5.设105%x =±,则求函数()f x =的相对误差限为。
6.A=2101202a a ?? ? ? ???,为使其可分解为TL L g (L 为下三⾓阵,主对⾓线元素>0),a 的取值范围应为。
7.⽤最⼩⼆乘法拟合三点A(0,1),B(1,3),C(2,2)的直线是。
(注意:以上填空题答案标明题号答在答题纸上,答在试卷上的不给予评分。
)⼆.推导与计算(⼀)对下表构造f(x)的不超过3次的插值多项式,并建⽴插值误差公式。
(12分)(⼆)已知()x x =Φ和()x 'Φ满⾜∣()x 'Φ-3∣<1。
请利⽤()x Φ构造⼀个收敛的简单迭代函数()x ψ,使1(),0,1,......k k x x k +=ψ=收敛。
(8分)(三)利⽤复化梯形公式计算21x I e dx -=?,使其误差限为60.510-?,应将区间[0,1]等份。
(8分)(四)设A= 1001005a b b a,detA ≠0,推导⽤a ,b 表⽰解⽅程组AX=f 的Seidel(G-S) 迭代法收敛的充分必要条件。
(10分)(五)确定节点及系数,建⽴如下 GAUSS 型求积公式111220()()dx A f x A f x ≈+?。
(10分)(六)对微分⽅程初值问题'00(,)()y f x y y x y ?=?=?(1)⽤数值积分法推导如下数值算法:1111(4)3n n n n n hy y f f f +-+-=+++,其中(,)i i i f f x y =,(1,,1)i n n n =-+。
数值分析试卷及答案

数值分析试卷及答案数值分析试卷一、选择题(共10题,每题2分,共计20分)1. 数值分析的研究内容主要包括以下哪几个方面?A. 数值计算方法B. 数值误差C. 数值软件D. 数学分析答:A、B、C2. 下列哪种方法不属于数值积分的基本方法?A. 插值法B. 微积分基本公式C. 数值微积分D. 数值积分公式答:A3. 数值积分的目的是求解什么?A. 函数的导数B. 函数的原函数C. 函数的极值D. 函数的积分答:D4. 数值微分的目的是求解什么?A. 函数的导数B. 函数的原函数C. 函数的极值D. 函数的积分答:A5. 数值微分的基本方法有哪几种?A. 前向差分B. 后向差分C. 中心差分D. 插值法答:A、B、C6. 用数值方法求解方程的基本方法有哪几种?A. 迭代法B. 曲线拟合法C. 插值法D. 数值积分法答:A、B、C7. 用迭代法求方程的根时,当迭代结果满足何条件时可停止迭代?A. 当迭代结果开始发散B. 当迭代结果接近真实解C. 当迭代次数超过一定阈值D. 当迭代结果在一定范围内波动答:B8. 下列哪种插值方法能够确保经过所有给定数据点?A. 拉格朗日插值B. 牛顿插值C. 三次样条插值D. 二次插值答:A、B、C9. 数值解线性方程组的基本方法有哪几种?A. 直接法B. 迭代法C. 插值法D. 拟合法答:A、B10. 下列哪种方程求解方法适用于非线性方程?A. 直接法B. 迭代法C. 插值法D. 曲线拟合法答:B二、填空题(共5题,每题4分,共计20分)1. 数值积分的基本公式是_________。
答:牛顿-科特斯公式2. 数值微分的基本公式是_________。
答:中心差分公式3. 数值积分的误差分为_________误差和_________误差。
答:截断、舍入4. 用插值法求解函数值时,通常采用_________插值。
答:拉格朗日5. 数值解线性方程组的常用迭代法有_________方法和_________方法。
数值分析试题

数值分析考试题一、 填空题(每小题3分,共15分) 1.已知x =62.1341是由准确数a 经四舍五入得到的a 的近似值,试给出x 的绝对 误差界_______________.2. 已知矩阵1221A ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦,则A 的奇异值为 _________. 3. 设x 和y 的相对误差均为0.001,则xy 的相对误差约为____________. 4. 424()53,,()_____.i i f x xx x i f x =+-∆=若=则5. 下面Matlab 程序所描述的数学表达式为________________________.a =[10,3,4,6];t=1/(x -1);n=length(a )();1:1:1*();y a n for k n y t y a k end==--=+二、(10分)设32()()f x x a =-。
(1)写出解()0f x =的Newton 迭代格式;(2)证明此迭代格式是线性收敛的。
三、 (15分)已知矛盾方程组Ax=b ,其中21110,1101211A b ⎡⎤-⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦-⎢⎥⎣⎦,(1)用Householder 方法求矩阵A 的正交分解,即A=QR 。
(2)用此正交分解求矛盾方程组Ax=b 的最小二乘解。
四、(15分) 给出数据点:012343961215i i x y =⎧⎨=⎩(1)用1234,,,x x x x 构造三次Newton 插值多项式3()N x ,并计算 1.5x =的近似值3(1.5)N 。
(2)用事后误差估计方法估计3(1.5)N 的误差。
五、(15分)(1)设012{(),(),()}ϕϕϕx x x 是定义于[-1,1]上关于权函数2()x x ρ=的首项系数为1的正交多项式组,若已知01()1,()x x x ϕϕ==,试求出2()x ϕ。
(2)利用正交多项式组012{(),(),()}ϕϕϕx x x ,求()f x x =在11[,]22-上的二次最佳平方逼近多项式。
数值分析考试卷及详细答案解答

数值分析考试卷及详细答案解答姓名班级学号⼀、选择题1.()2534F,,,-表⽰多少个机器数(C ).A 64B 129C 257D 2562. 以下误差公式不正确的是( D)A .()()()1212x *x *x *x *εεε-≈+B .()()()1212x *x *x *x *εεε+≈+C .()()()122112x *x *x *x *x x *εεε?≈+ D .()()()1212x */x *x *x *εεε≈-3. 设)61a =, 从算法设计原则上定性判断如下在数学上等价的表达式,哪⼀个在数值计算上将给出a 较好的近似值?(D )A6)12(1+ B 27099- C 3)223(- D3)223(1+4. ⼀个30阶线性⽅程组, 若⽤Crammer 法则来求解, 则有多少次乘法? ( A )A 31×29×30!B 30×30×30!C 31×30×31!D 31×29×29!5. ⽤⼀把有毫⽶的刻度的⽶尺来测量桌⼦的长度, 读出的长度1235mm, 桌⼦的精确长度记为( D )A 1235mmB 1235-0.5mmC 1235+0.5mmD 1235±0.5mm⼆、填空1.构造数值算法的基本思想是近似替代、离散化、递推化。
2.⼗进制123.3转换成⼆进制为1111011.01001。
3.⼆进制110010.1001转换成⼗进制为 50.5625 。
4. ⼆进制0101.转换成⼗进制为57。
5.已知近似数x*有两位有效数字,则其相对误差限 5% 。
6. ln2=0.69314718…,精确到310-的近似值是 0.693 。
7.31415926x .π==,则131416*x .=,23141*x .=的有效数位分别为5 和3 。
8.设200108030x*.,y*.==-是由精确值x y 和经四舍五⼊得到的近似值,则x*y*+的误差限 0.55×10-3 。
数值分析期末考试题及答案

数值分析期末考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 在数值分析中,下列哪个算法用于求解线性方程组?A. 牛顿法B. 高斯消元法C. 插值法D. 傅里叶变换答案:B2. 以下哪个选项不是数值分析中的误差类型?A. 舍入误差B. 截断误差C. 测量误差D. 累积误差答案:C3. 多项式插值中,拉格朗日插值法的特点是:A. 插值点必须等距分布B. 插值多项式的次数与插值点的个数相同C. 插值多项式是唯一的D. 插值多项式在插值点处的值都为1答案:B4. 在数值分析中,下列哪个方法用于求解非线性方程?A. 辛普森法则B. 牛顿迭代法C. 欧拉法D. 龙格-库塔法答案:B5. 以下哪个是数值稳定性的指标?A. 收敛性B. 收敛速度C. 条件数D. 误差传播答案:C二、简答题(每题10分,共20分)1. 简述高斯消元法求解线性方程组的基本原理。
答案:高斯消元法是一种直接解法,通过行变换将增广矩阵转换为上三角形式,然后通过回代求解线性方程组。
它包括三个基本操作:行交换、行乘以非零常数、行相加。
2. 解释什么是数值稳定性,并举例说明。
答案:数值稳定性是指数值解对输入数据小的扰动不敏感的性质。
例如,某些数值方法在计算过程中可能会放大舍入误差,导致结果不可靠,这样的方法就被认为是数值不稳定的。
三、计算题(每题15分,共30分)1. 给定线性方程组:\[\begin{align*}x + 2y - z &= 4 \\3x - y + 2z &= 1 \\-x + y + z &= 2\end{align*}\]使用高斯消元法求解该方程组,并给出解。
答案:首先将增广矩阵转换为上三角形式,然后回代求解,得到\( x = 1, y = 2, z = 1 \)。
2. 给定函数 \( f(x) = x^2 - 3x + 2 \),使用拉格朗日插值法在\( x = 0, 1, 2 \) 处插值,并求出插值多项式。
- 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)。
山东科技大学 2008-2009 学年第一学期《数值分析》考试[][]。
构造一个复化求积公式利用该求积公式,等分,并记作,)将区间并说明理由。
否为高斯型求积公式,)试判断该求积公式是数精度。
代数精度,并指出其代,使其具有尽可能高的)试确定求积系数七、给定积分公式多项式。
上的一次最佳一致逼近,在区间六、求使得次多项式五、做一个迭代格式收敛。
在什么范围取值时以上)分析性。
迭代格式并分析其收敛迭代格式与)写出为非零常数。
其中四、给定线性方程组并指出收敛阶数。
造迭代格式的收敛性,的迭代格式,证明所构)构造一个可以求的近似值。
求代格式)说明不能用下面的迭为正数,记为正整数,三、设的直线。
点二、求一条拟合和相对误差限。
的绝对误差限和位有效数字。
试分析均具有,一、设,,1,0,1,211-32,,1)1()0()1()(:10)(,2)2(,1)2(',2)1(',3)4(,1)2(,3)1()(52eidel -auss acobi 126241011-01-422,1,0,1c 2)2,2(),3,1(),1,0(35486.101234.9112*321**11*33n i ih x nh n C B A f Bf Af d x f x x f H H H H H H x H a S G J a x x x a x x k cx x cx n C B A y x y x y x i x nk k n ⋯⋯=+-==++-≈=====-==⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⋯⋯===≥+-==⎰--+[]⎪⎩⎪⎨⎧=++=++=++⎪⎩⎪⎨⎧=-≤≤++++=≤≤+=-=⎩⎨⎧=≤≤=+205318252143210,)),(,(2),(3.0,,n )(),,('32132132101x x x x x x x x x y n i y x hf y h x f y x f h y y n i ih a x na b h a y bx a y x f y i i i i i i i i i ,求解方程组九用矩阵的三角分解法式。
时局部截断误差的表达相应的阶数,并给出此具有最高阶精度,指出值求解公式试确定常数使得下列数记,取正整数值问题八、考虑常微分方程初ηααη山东科技大学 2009-2010 学年第一学期《数值分析》考试试卷()()()()[][][]多少等分区间位有效数字,至少应将要是计算结果具有复化梯形公式计算积分若用及其截断误差。
的复化梯形公式写出计算积分,等分,并记做将区间)指出其代数精度。
及截断误差表达式,并的梯度公式)推导出计算积分项次插值多项式及插值余两点为差值节点的和以写出七、设。
次最佳一致逼近多项式上的,在区间求六、,满足)(次的多项式过五、构造一个次数不超解。
三角分解法求方程组的)用矩阵的性。
迭代格式并分析其收敛迭代格式与写出四、给定线性方程组收敛阶。
,试着构造,并指出其否可以提高?如果可以的迭代格式的收敛阶是)求敛的。
明次迭代格式是线性收的牛顿迭代格式,并证的根写出方程为正数,记三、设的直线。
,,,,点求一条拟合二、差限。
的绝对误差限和相对误位有效数字。
试分析均有设近似值一、5,)4)()(,,2,1,0,,,3)()(21)()1)()(,,)(211-124)(2)1('',)1(')0('0)1()0(,4oolittle 2eidel -auss acobi )139502-2-11-304220)()1,)()(53,22,31,103y x 5430.56,1021.110n 223321**3*23x x i ba xd e f T f I n i ih a x nab h n b a f T f I b a x f d x f f I b a C x f x x x f H H H H H x H D S G J x x x x x x f ax a a x x f D C B A y x ⎰⎰⋯⋯=+=-==∈++=====⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡==-=+==表达式并给出局部截断误差的阶精度,具有式试证明下列数值求解公记,取正整数值问题九、考虑常微分方程初式。
其局部截断误差的表达具有二阶精度,并给出,求解公式,试证明下列数值取正整数值问题八、考虑常微分方程初2)),(,(.0,,n )(),,('10,)),(32,32(3),(4,2,1,0,,n )(),,('101i i i i i i i i i i i i i i i i y x hf y h x hf y y n i ih a x na b h a y b x a y x f y y n i y x hf y h x f y x f h y y ni ih a x nab h a y bx a y x f y +++=≤≤+=-=⎩⎨⎧=≤≤=⎪⎩⎪⎨⎧=-≤≤⎥⎦⎤⎢⎣⎡++++=⋯⋯=+=-=⎩⎨⎧=≤≤=++ηηη山东科技大学 2010-2011 学年第一学期《数值分析》考试试卷[]。
及截断误差的复化梯形公式写出计算积分,等分,并记做将区间及截断误差表达式;的梯形公式写出计算积分八、考虑定积分精度。
数精度,并指出其代数使其具有尽可能高的代试确定求积系数七、给定求积公式:平方误差方逼近设多项式构造差商表解。
三角分解法求方程组的用迭代格式的收敛性;试分析迭代格式;迭代格式与写出线性方程组公式立方根方程试求绝对分析一、)()(,2,1,0,,n .2)()(.1)()(,,,)1()0()1()(。
多项项式上的一次最佳平[0,1]在区间)( ,试试 )( 六、。
值的三次牛顿三)( ,1,3,2,5 )(时,0,2,3,5 已知当 五、oolittle .3eidel -auss .2eidel -auss acobi .127213522-给定 四、。
的迭代 导出求 0,-应用牛顿法于 三、,,,,784641347,4-21设x 二、限和相对和相对误误差y 的x 位有效数字。
试 5 均有80.115y 6.1025, x 设近似值 n 11-231213213321f T f I n i ih a x nab h b a f T f I d x f f I C B A Cf Bf Af d x f x f x x f x f x f x D S G S G J x x x x x x x a a x Ax x x x A i xba x ⋯⋯=+=-==++-====⎪⎩⎪⎨⎧=+-=+-=+=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=+==⎰⎰∞∞表达式。
并给出局部截断误差的阶精度,具有式试证明下列数值求解公记取正整数值问题九、考虑常微分方程初2)),(,(.0,,,)(),,(,1'i i i i i i i y x hf y h x hf y y n i ih a x nab h n a y bx a y x f y +++=≤≤+=-=⎩⎨⎧=≤≤=+η山东科技大学 2012-2013 学年第一学期《数值分析》考试试卷[][][][]其收敛阶出的牛顿迭代格式,并指的写出求方程为正数,记设六、计算题插值多项式。
的三次写出时,已知当五、计算题差。
多项式,并估计平方误上的一次最佳平方逼近在区间求设函数四、计算题一个复化求积公式利用该求积公式构造等分,并记作)将区间(斯型,并说明理由;)判断该公式是否为高(数精度;代数精度,并指出其代,使其具有尽可能高的试确定求积系数给定求积公式:三、计算题差限。
的绝对误差限与相对误位有效数字,试分析均具有设二、计算题。
计算、设的值。
与计算、设一、计算题**211212121710610360)(,,)(ewton )(,5,2,3,1)(5,3,2,020)(,)(,,,1,0,1,2n 11-32,,)1()1()0()1()(365.3,1.12,,,,723226131,1252222222,13)(1x x f a x a a x x f N x f x f x x f x x f n k i ih x nh C B A Cf Bf Af d x f x x x x A A x x A x L f L f x x x f n n i x F ==-=====+-==++-≈+==⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=++=⎰-∞并指出其精度。
写出改进的欧拉公式,,记取正整数题考虑常微分方程初值问八、计算题消去法求方程组的解。
用列主元迭代格式的敛散性;试分析迭代格式。
迭代格式与写出给定线性方程组七、计算题.0,,n ,)(),,(auss )3(eidel -auss )2(eidel -auss acobi )1(215702031-22-1'321n i ih a x n ab h a y b x a y x f y G S G S G J x x x i ≤≤+=-=⎩⎨⎧=≤≤=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡η。