计算方法上机实习题大作业(实验报告).
计算方法上机实验报告

《计算方法》上机实验报告班级:XXXXXX小组成员:XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX任课教师:XXX二〇一八年五月二十五日前言通过进行多次得上机实验,我们结合课本上得内容以及老师对我们得指导,能够较为熟练地掌握Newton迭代法、Jacobi迭代法、Gauss-Seidel 迭代法、Newton 插值法、Lagrange 插值法与Gauss 求积公式等六种算法得原理与使用方法,并参考课本例题进行了MATLAB程序得编写。
以下为本次上机实验报告,按照实验内容共分为六部分.实验一:一、实验名称及题目:Newton迭代法例2、7(P38):应用Newton迭代法求在附近得数值解,并使其满足、二、解题思路:设就是得根,选取作为初始近似值,过点做曲线得切线,得方程为,求出与轴交点得横坐标,称为得一次近似值,过点做曲线得切线,求该切线与轴得横坐标称为得二次近似值,重复以上过程,得得近似值序列,把称为得次近似值,这种求解方法就就是牛顿迭代法。
三、Matlab程序代码:function newton_iteration(x0,tol)syms z %定义自变量formatlong%定义精度f=z*z*z-z-1;f1=diff(f);%求导y=subs(f,z,x0);y1=subs(f1,z,x0);%向函数中代值x1=x0-y/y1; k=1;whileabs(x1—x0)〉=tolx0=x1;y=subs(f,z,x0);y1=subs(f1,z,x0);x1=x0-y/y1;k=k+1;endx=double(x1)K四、运行结果:实验二:一、实验名称及题目:Jacobi迭代法例3、7(P74):试利用Jacobi迭代公式求解方程组要求数值解为方程组得精确解、二、解题思路:首先将方程组中得系数矩阵分解成三部分,即:,为对角阵,为下三角矩阵,为上三角矩阵。
之后确定迭代格式,,(, 即迭代次数),称为迭代矩阵。
上机实验报告(精选11篇)

上机实验报告篇1用户名se××××学号姓名学院①实验名称:②实验目的:③算法描述(可用文字描述,也可用流程图):④源代码:(.c的文件)⑤用户屏幕(即程序运行时出现在机器上的画面):2.对c文件的要求:程序应具有以下特点:a可读性:有注释。
b交互性:有输入提示。
c结构化程序设计风格:分层缩进、隔行书写。
3.上交时间:12月26日下午1点-6点,工程设计中心三楼教学组。
请注意:过时不候哟!四、实验报告内容0.顺序表的插入。
1.顺序表的删除。
2.带头结点的单链表的\'插入。
3.带头结点的单链表的删除。
注意:1.每个人只需在实验报告中完成上述4个项目中的一个,具体安排为:将自己的序号对4求余,得到的数即为应完成的项目的序号。
例如:序号为85的同学,85%4=1,即在实验报告中应完成顺序表的删除。
2.实验报告中的源代码应是通过编译链接即可运行的。
3.提交到个人空间中的内容应是上机实验中的全部内容。
上机实验报告篇2一、《软件技术基础》上机实验内容1.顺序表的建立、插入、删除。
2.带头结点的单链表的建立(用尾插法)、插入、删除。
二、提交到个人10m硬盘空间的内容及截止时间1.分别建立二个文件夹,取名为顺序表和单链表。
2.在这二个文件夹中,分别存放上述二个实验的相关文件。
每个文件夹中应有三个文件(.c文件、.obj文件和.exe文件)。
3. 截止时间:12月28日(18周周日)晚上关机时为止,届时服务器将关闭。
三、实验报告要求及上交时间(用a4纸打印)1.格式:《计算机软件技术基础》上机实验报告用户名se××××学号姓名学院①实验名称:②实验目的:③算法描述(可用文字描述,也可用流程图):④源代码:(.c的文件)⑤用户屏幕(即程序运行时出现在机器上的画面):2.对c文件的要求:程序应具有以下特点:a 可读性:有注释。
b 交互性:有输入提示。
(完整word版)计算方法上机报告-备份

计算方法上机作业报告姓名:李小盼班级:计算方法B3班学号:6230489477专业:热能工程2016年《计算方法B》上机题目一.计算机语言要求使用语言不做限制,可以使用C、C++、FORTRAN、VC、VB、C#、Matlab、PHP、JavaScript等语言。
二.实习报告内容上机题目完成后,必须交一份上机报告。
上机报告中应对每道题目包括:(1)上机题目内容;(2)详细说明实现的思想、算法依据、算法实现的结构;(3)详细完整的源程序,并附相关的注释说明;(4)给出必要的计算结果(若数据量大,则只需列出主要的数据内容),并对结果进行分析;(5)对上机中出现的问题进行分析总结;三.实习报告要求1.提供一份完整的上机报告的电子文档;然后再提供一份与电子文档对应的纸质上机报告。
2.电子文档中提供上机过程中的所有源程序、输出数据,以及可以运行的文件。
如果程序的运行环境特殊,请附上运行程序所需要的软件环境。
3.上机报告严禁抄袭,如发现有抄袭现象,所有涉及抄袭的上机报告将被以作弊处理,并按零分处理,不再另行通知。
4.上机报告电子版一、二、三班发送到邮箱:xjtujsff@,上机作业纸面作业请送到:理科楼338。
上机实习题目1.某通信公司在一次施工中,需要在水面宽度为20米的河沟底部沿直线走向铺设一条沟底光缆。
在铺设光缆之前需要对沟底的地形进行初步探测,从而估计所需光缆的长度,为工程预算提供依据。
已探测到一组等分点位置的深度数据(单位:米)如下表所示:(1)请用合适的曲线拟合所测数据点;(2)估算所需光缆长度的近似值,并作出铺设河底光缆的曲线图;解:1.1 实现思想选用曲线拟合数据点时,一方面要满足插值条件,即保证所得曲线经过以上所有数据点,另一方面也要保证曲线具有足够的“光滑性”,故这里采用三次样条插值法构造插值函数。
为构成封闭方程组,边界条件选取自然三次样条,以获得三次样条插值的关键参数M0和M n。
1.2 算法的依据以及结构三次样条插值具有较好的光滑性,可以用于对数据点的光滑拟合。
(完整word版)计算方法A上机实验报告

计算方法A上机实验报告姓名:苏福班级:硕4020 学号:3114161019一、上机练习目的1)复习和巩固数值计算方法的基本数学模型,全面掌握运用计算机进行数值计算的具体过程及相关问题。
2)利用计算机语言独立编写、调试数值计算方法程序,培养学生利用计算机和所学理论知识分析解决实际问题的能力。
二、上机练习任务1)利用计算机语言编写并调试一系列数值方法计算通用程序,并能正确计算给定题目,掌握调试技能。
2)掌握文件使用编程技能,如文件的各类操作,数据格式设计、通用程序运行过程中文件输入输出运行方式设计等。
3)写出上机练习报告。
三、上机题目1. 共轭梯度法求解线性方程组。
(第三章)2. 三次样条插值(第四章)3. 龙贝格积分(第六章)4. 四阶龙格-库塔法求解常微分方程的初值问题四、上机报告题目1:共轭梯度法求解线性方程组1.算法原理共轭梯度法是把求解线性方程组的问题转化为求解一个与之等价的二次函数极小值的问题。
从任意给定的初始点出发,沿一组关于矩阵A共轭的方向进行线性搜索,在无舍入误差的假定下,最多迭代n 次(其中n 为矩阵A 的阶数),就可求得二次函数的极小值,也就求得了线性方程组Ax b =的解。
定理:设A 是n 阶对称正定矩阵,则x *是方程组Ax b =的解得充分必要条件是x *是二次函数1()2TT f x x Ax b x =-的极小点,即 ()()min nx R Ax b f x f x **∈=⇔=共轭梯度法的计算公式:(0)(0)(0)()()()()(1)()()(1)(1)(1)()()()(1)(1)()k T k k k T k k k k k k k k T k k k T k k k k k d r b Ax r d d Ad xx d r b Ax r Ad d Ad d r d ααββ++++++⎧==-⎪⎪=⎪⎪=+⎪⎨=-⎪⎪⎪=-⎪⎪=+⎩2. 程序框图(1)编写共轭梯度法求解对称正定矩阵的线性方程组见附录(myge.m):function x=myge(A,b)输入对称正定矩阵及对应的列向量,初始向量设为0,精度取为810 。
计算方法上机实验

1.拉格朗日插值多项式,用于离散数据的拟合#include <stdio.h>#include <conio.h>#include <alloc.h>float lagrange(float *x,float *y,float xx,int n) /*拉格朗日插值算法*/{ int i,j;float *a,yy=0.0; /*a作为临时变量,记录拉格朗日插值多项式*/a=(float *)malloc(n*sizeof(float));for(i=0;i<=n-1;i++){ a[i]=y[i];for(j=0;j<=n-1;j++)if(j!=i) a[i]*=(xx-x[j])/(x[i]-x[j]);yy+=a[i];}free(a);return yy;}main(){ int i,n;float x[20],y[20],xx,yy;printf("Input n:");scanf("%d",&n);if(n>=20) {printf("Error!The value of n must in (0,20)."); getch();return 1;} if(n<=0) {printf("Error! The value of n must in (0,20)."); getch(); return 1;} for(i=0;i<=n-1;i++){ printf("x[%d]:",i);scanf("%f",&x[i]);}printf("\n");for(i=0;i<=n-1;i++){ printf("y[%d]:",i);scanf("%f",&y[i]);}printf("\n");printf("Input xx:");scanf("%f",&xx);yy=lagrange(x,y,xx,n);printf("x=%f,y=%f\n",xx,yy);getch();}2.牛顿插值多项式,用于离散数据的拟合#include <stdio.h>#include <conio.h>#include <alloc.h>void difference(float *x,float *y,int n){ float *f;int k,i;f=(float *)malloc(n*sizeof(float));for(k=1;k<=n;k++){ f[0]=y[k];for(i=0;i<k;i++)f[i+1]=(f[i]-y[i])/(x[k]-x[i]);y[k]=f[k];}return;}main(){ int i,n;float x[20],y[20],xx,yy;printf("Input n:");scanf("%d",&n);if(n>=20) {printf("Error! The value of n must in (0,20)."); getch(); return 1;} if(n<=0) {printf("Error! The value of n must in (0,20).");getch(); return 1;} for(i=0;i<=n-1;i++){ printf("x[%d]:",i);scanf("%f",&x[i]);}printf("\n");for(i=0;i<=n-1;i++){ printf("y[%d]:",i);scanf("%f",&y[i]);}printf("\n");difference(x,(float *)y,n);printf("Input xx:");scanf("%f",&xx);yy=y[20];for(i=n-1;i>=0;i--) yy=yy*(xx-x[i])+y[i];printf("NewtonInter(%f)=%f",xx,yy);getch();}3.高斯列主元消去法,求解其次线性方程组第一种#include<stdio.h>#include <math.h>#define N 20int main(){ int n,i,j,k;int mi,tmp,mx;float a[N][N],b[N],x[N];printf("\nInput n:");scanf("%d",&n);if(n>N){ printf("The input n should in(0,N)!\n");getch();return 1;}if(n<=0){ printf("The input n should in(0,N)!\n");getch();return 1;}printf("Now input a(i,j),i,j=0...%d:\n",n-1); for(i=0;i<n;i++){ for(j=0;j<n;j++)scanf("%f",&a[i][j]);}printf("Now input b(i),i,j=0...%d:\n",n-1);for(i=0;i<n;i++)scanf("%f",&b[i]);for(i=0;i<n-2;i++){ for(j=i+1,mi=i,mx=fabs(a[i][j]);j<n-1;j++) if(fabs(a[j][i])>mx){ mi=j;mx=fabs(a[j][i]);}if(i<mi){ tmp=b[i];b[i]=b[mi];b[mi]=tmp;for(j=i;j<n;j++){ tmp=a[i][j];a[i][j]=a[mi][j];a[mi][j]=tmp;}}for(j=i+1;j<n;j++){ tmp=-a[j][i]/a[i][i];b[j]+=b[i]*tmp;for(k=i;k<n;k++)a[j][k]+=a[i][k]*tmp;}}x[n-1]=b[n-1]/a[n-1][n-1];for(i=n-2;i>=0;i--){ x[i]=b[i];for(j=i+1;j<n;j++)x[i]-=a[i][j]*x[j];x[i]/=a[i][i];}for(i=0;i<n;i++)printf("Answer:\n x[%d]=%f\n",i,x[i]); getch();return 0;}第二种#include<math.h>#include<stdio.h>#define NUMBER 20#define Esc 0x1b#define Enter 0x0dfloat A[NUMBER][NUMBER+1] ,ark;int flag,n;exchange(int r,int k);float max(int k);message();main(){float x[NUMBER];int r,k,i,j;char celect;clrscr();printf("\n\nUse Gauss.");printf("\n\n1.Jie please press Enter."); printf("\n\n2.Exit press Esc.");celect=getch();if(celect==Esc)exit(0);printf("\n\n input n=");scanf("%d",&n);printf(" \n\nInput matrix A and B:"); for(i=1;i<=n;i++){printf("\n\nInput a%d1--a%d%d and b%d:",i,i,n,i);for(j=1;j<=n+1;j++) scanf("%f",&A[i][j]);}for(k=1;k<=n-1;k++){ark=max(k);if(ark==0){printf("\n\nIt's wrong!");message();}else if(flag!=k)exchange(flag,k);for(i=k+1;i<=n;i++)for(j=k+1;j<=n+1;j++)A[i][j]=A[i][j]-A[k][j]*A[i][k]/A[k][k];}x[n]=A[n][n+1]/A[n][n];for( k=n-1;k>=1;k--){float me=0;for(j=k+1;j<=n;j++){me=me+A[k][j]*x[j];}x[k]=(A[k][n+1]-me)/A[k][k];}for(i=1;i<=n;i++){printf(" \n\nx%d=%f",i,x[i]);}message();}exchange(int r,int k){int i;for(i=1;i<=n+1;i++)A[0][i]=A[r][i];for(i=1;i<=n+1;i++)A[r][i]=A[k][i];for(i=1;i<=n+1;i++)A[k][i]=A[0][i];}float max(int k){int i;float temp=0;for(i=k;i<=n;i++)if(fabs(A[i][k])>temp){temp=fabs(A[i][k]);flag=i;}return temp;}message(){printf("\n\n Go on Enter ,Exit press Esc!");switch(getch()){case Enter: main();case Esc: exit(0);default:{printf("\n\nInput error!");message();} }}4.龙贝格求积公式,求解定积分#include<stdio.h>#include<math.h>#define f(x) (sin(x)/x)#define N 20#define MAX 20#define a 2#define b 4#define e 0.00001float LBG(float p,float q,int n){ int i;float sum=0,h=(q-p)/n;for (i=1;i<n;i++)sum+=f(p+i*h);sum+=(f(p)+f(q))/2;return(h*sum);}void main(){ int i;int n=N,m=0;float T[MAX+1][2];T[0][1]=LBG(a,b,n);n*=2;for(m=1;m<MAX;m++){ for(i=0;i<m;i++)T[i][0]=T[i][1];T[0][1]=LBG(a,b,n);n*=2;for(i=1;i<=m;i++)T[i][1]=T[i-1][1]+(T[i-1][1]-T[i-1][0])/(pow(2,2*m)-1);if((T[m-1][1]<T[m][1]+e)&&(T[m-1][1]>T[m][1]-e)){ printf("Answer=%f\n",T[m][1]); getch();return ;}}}5.牛顿迭代公式,求方程的近似解#include<stdio.h>#include<math.h>#include<conio.h>#define N 100#define PS 1e-5#define TA 1e-5float Newton(float (*f)(float),float(*f1)(float),float x0 ) { float x1,d=0;int k=0;do{ x1= x0-f(x0)/f1(x0);if((k++>N)||(fabs(f1(x1))<PS)){ printf("\nFailed!");getch();exit();}d=(fabs(x1)<1?x1-x0:(x1-x0)/x1);x0=x1;printf("x(%d)=%f\n",k,x0);}while((fabs(d))>PS&&fabs(f(x1))>TA) ;return x1;}float f(float x){ return x*x*x+x*x-3*x-3; }float f1(float x){ return 3.0*x*x+2*x-3; }void main(){ float f(float);float f1(float);float x0,y0;printf("Input x0: ");scanf("%f",&x0);printf("x(0)=%f\n",x0);y0=Newton(f,f1,x0);printf("\nThe root is x=%f\n",y0); getch();}。
数值计算方法上机实验报告

数值计算方法上机实验报告
一、实验目的
本次实验的主要目的是熟悉和掌握数值计算方法,学习梯度下降法的
原理和实际应用,熟悉Python语言的编程基础知识,掌握Python语言的
基本语法。
二、设计思路
本次实验主要使用的python语言,利用python下的numpy,matplotlib这两个工具,来实现数值计算和可视化的任务。
1. 首先了解numpy的基本使用方法,学习numpy的矩阵操作,以及numpy提供的常见算法,如矩阵分解、特征值分解等。
2. 在了解numpy的基本操作后,可以学习matplotlib库中的可视化
技术,掌握如何将生成的数据以图表的形式展示出来。
3. 接下来就是要学习梯度下降法,首先了解梯度下降法的主要原理,以及具体的实际应用,用python实现梯度下降法给出的算法框架,最终
可以达到所期望的优化结果。
三、实验步骤
1. 熟悉Python语言的基本语法。
首先是熟悉Python语言的基本语法,学习如何使用Python实现变量
定义,控制语句,函数定义,类使用,以及面向对象编程的基本概念。
2. 学习numpy库的使用方法。
其次是学习numpy库的使用方法,学习如何使用numpy库构建矩阵,学习numpy库的向量,矩阵操作,以及numpy库提供的常见算法,如矩阵分解,特征值分解等。
3. 学习matplotlib库的使用方法。
计算方法上上机实习报告

计算方法上上机实习报告在本次计算方法的上机实习中,我深入体验了数值计算的魅力和挑战,通过实际操作和实践,对计算方法有了更深刻的理解和认识。
实习的目的在于将课堂上学到的理论知识运用到实际的计算中,熟悉各种数值算法的实现过程,提高编程能力和解决实际问题的能力。
我们使用了具体编程语言和软件名称进行编程和计算。
在实习过程中,我首先接触到的是数值逼近的相关内容。
通过多项式插值和曲线拟合的练习,我明白了如何用简单的函数去近似复杂的曲线。
例如,拉格朗日插值法和牛顿插值法让我能够根据给定的离散数据点构建出一个连续的函数,从而对未知点进行预测。
在实际操作中,我需要仔细处理数据的输入和输出,以及算法中的细节,如边界条件和误差控制。
数值积分是另一个重要的部分。
通过梯形公式和辛普森公式,我学会了如何对给定的函数进行数值积分。
在编程实现时,要合理地选择积分区间和步长,以达到所需的精度。
同时,我也了解到了数值积分方法的误差来源和误差估计方法,这对于评估计算结果的可靠性非常重要。
线性方程组的求解是计算方法中的核心内容之一。
我分别使用了高斯消元法和迭代法(如雅克比迭代法和高斯赛德尔迭代法)来求解线性方程组。
在实际编程中,我深刻体会到了算法的效率和稳定性的重要性。
对于大规模的线性方程组,选择合适的算法可以大大提高计算速度和精度。
在非线性方程求根方面,我运用了二分法、牛顿法和割线法等方法。
这些方法各有特点,二分法简单但收敛速度较慢,牛顿法收敛速度快但需要计算导数。
在实际应用中,需要根据方程的特点和求解的要求选择合适的方法。
在实习中,我也遇到了不少问题和挑战。
首先是编程中的错误,如语法错误、逻辑错误等,这需要我耐心地调试和修改代码。
其次,对于一些复杂的算法,理解其原理和实现细节并不容易,需要反复查阅资料和思考。
还有就是数值计算中的误差问题,有时候由于误差的积累,导致计算结果与预期相差较大,需要通过调整算法参数或者采用更精确的算法来解决。
东南大学计算方法上机报告实验报告完整版

实习题11. 用两种不同的顺序计算644834.11000012≈∑=-n n,试分析其误差的变化解:从n=1开始累加,n 逐步增大,直到n=10000;从n=10000开始累加,n 逐步减小,直至1。
算法1的C 语言程序如下: #include<stdio.h> #include<math.h> void main() { float n=0.0; int i; for(i=1;i<=10000;i++) { n=n+1.0/(i*i); } printf("%-100f",n); printf("\n"); float m=0.0; int j; for(j=10000;j>=1;j--) { m=m+1.0/(j*j); } printf("%-7f",m); printf("\n"); }运行后结果如下:结论: 4.设∑=-=Nj N j S 2211,已知其精确值为)11123(21+--N N 。
1)编制按从大到小的顺序计算N S 的程序; 2)编制按从小到大的顺序计算N S 的程序;3)按2种顺序分别计算30000100001000,,S S S ,并指出有效位数。
解:1)从大到小的C语言算法如下:#include<stdio.h>#include<math.h>#include<iostream>using namespace std;void main(){float n=0.0;int i;int N;cout<<"Please input N"<<endl;cin>>N;for(i=N;i>1;i--){n=n+1.0/(i*i-1);N=N-1;}printf("%-100f",n);printf("\n");}执行后结果为:N=2时,运行结果为:N=3时,运行结果为:N=100时,运行结果为:N=4000时,运行结果为:2)从小到大的C语言算法如下:#include<stdio.h>#include<math.h>#include<iostream>using namespace std;void main(){float n=0.0;int i;int N;cout<<"Please input N"<<endl;cin>>N;for(i=2;i<=N;i++){n=n+1.0/(i*i-1);}printf("%-100f",n);printf("\n");}执行后结果为:N=2时,运行结果为:N=3时,运行结果为:N=100时,运行结果为:N=4000时,运行结果为:结论:通过比较可知:N 的值较小时两种算法的运算结果相差不大,但随着N 的逐渐增大,两种算法的运行结果相差越来越大。
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计算方法实验报告班级: 学号: 姓名: 成绩:1 舍入误差及稳定性一、实验目的(1)通过上机编程,复习巩固以前所学程序设计语言及上机操作指令;(2)通过上机计算,了解舍入误差所引起的数值不稳定性二、实验内容1、用两种不同的顺序计算1000021n n -=∑,分析其误差的变化 2、已知连分数()101223//(.../)n n a f b b a b a a b =++++,利用下面的算法计算f : 11,i n n i i i a d b d b d ++==+ (1,2,...,0)i n n =-- 0f d = 写一程序,读入011,,,...,,,...,,n n n b b b a a 计算并打印f3、给出一个有效的算法和一个无效的算法计算积分1041nn x y dx x =+⎰ (0,1,...,10)n = 4、设2211N N j S j ==-∑,已知其精确值为1311221N N ⎛⎫-- ⎪+⎝⎭(1)编制按从大到小的顺序计算N S 的程序(2)编制按从小到大的顺序计算N S 的程序(3)按两种顺序分别计算10001000030000,,,S S S 并指出有效位数三、实验步骤、程序设计、实验结果及分析1、用两种不同的顺序计算1000021n n -=∑,分析其误差的变化 (1)实验步骤:分别从1~10000和从10000~1两种顺序进行计算,应包含的头文件有stdio.h 和math.h(2)程序设计:a.顺序计算#include<stdio.h>#include<math.h>void main(){double sum=0;int n=1;while(1){sum=sum+(1/pow(n,2));if(n%1000==0)printf("sun[%d]=%-30f",n,sum);if(n>=10000)break;n++;}printf("sum[%d]=%f\n",n,sum);}b.逆序计算#include<stdio.h>#include<math.h>void main(){double sum=0;int n=10000;while(1){sum=sum+(1/pow(n,2));if(n%1000==0)printf("sum[%d]=%-30f",n,sum);if(n<=1)break;n--;}printf("sum[%d]=%f\n",n,sum);}(3)实验结果及分析:程序运行结果:a.顺序计算b.逆序计算结果分析:两种不同顺序计算结果是一样的,顺序计算误差从一开始就很小,而逆序计算误差最开始十分大,后来结果正确。
2、已知连分数()101223//(.../)n n a f b b a b a a b =++++,计算f : (1)实验步骤:利用 11,i n n i i i a d b d b d ++==+ (1,2,...,0)i n n =--,0f d =,计算f (2)程序设计#include<stdio.h>#include<math.h>void main(){int i=0,n;float a[1024],b[1024],d[1024];printf("please input n,n=");scanf("%d",&n);printf("\nplease input a[1] to a[n]:\n");for(i=1;i<=n;i++){printf("a[%d]=",i);scanf("%f",&a[i]);}printf("\nplease input b[0] to b[n]:\n");for(i=0;i<=n;i++){printf("b[%d]=",i);scanf("%f",&b[i]);}d[n]=b[n];for(i=n-1;i>=0;i--)d[i]=b[i]+a[i+1]/d[i+1];printf("\nf=%f\n",d[0]);}(3)实验结果程序运行结果:3、给出一个有效的算法和一个无效的算法计算积分1041nn x y dx x =+⎰ (0,1,...,10)n = (1)实验步骤利用C 语言编写程序,分别使用数值稳定的和数值不稳定的计算公式所建立的递推公式进行计算。
(2)程序设计#include<stdio.h>#include<math.h>main(){double y_0=(1/4.0)*log(5),y_1;double y_2=(1.0/55.0+1.0/11.0)/2,y_3;int n=1,m=10;printf("有效算法输出结果:\n");printf("y[0]=%-20f",y_0);while(1){y_1=1.0/(4*n)+y_0/(-4.0);printf("y[%d]=%-20f",n,y_1);if(n>=10) break;y_0=y_1;n++;if(n%3==0) printf("\n");}printf("\n 无效算法的输出结果:\n");printf("y[10]=%-20f",y_2);while(1){y_3=1.0/n-4.0*y_2;printf("y[%d]=%-20f",m-1,y_3);if(m<=1) break;y_2=y_3;m--;if(m%2==0) printf("\n");}}(3)实验结果及分析程序运行结果:结果分析:无效算法数值不稳定,误差造成的影响特别大4、设2211N N j S j ==-∑,已知其精确值为1311221N N ⎛⎫-- ⎪+⎝⎭(1)实验步骤先编程按从大到小的顺序计算N S 的程序,再编程按从小到大的顺序计算N S 的程序,然后按两种顺序分别计算10001000030000,,S S S 。
(2)程序设计#include<stdio.h>main(){int N;double SN[30000];SN[30000]=(3.0/2.0-1.0/30000.0-1/30001.0)/2.0;for(N=30000;N>=2;N--)SN[N-1]=SN[N]-1.0/(N*N-1);printf("从大到小顺序计算:\nSN[1000]=%f\nSN[10000]=%f\nSN[30000]=%f\n",SN[1000],SN[10000],SN[30000]);SN[2]=(3.0/2-1.0/2.0-1/3.0)/2.0;for(N=3;N<=30000;N++)SN[N]=SN[N-1]+1.0/(N*N-1);printf("从小到大顺序计算:\nSN[1000]=%f\nSN[10000]=%f\nSN[30000]=%f\n",SN[1000],SN[10000],SN[30000]); }(3)实验结果及分析程序运行结果:结果分析:不同顺序计算所得结果是一样的。
四、总结通过这次上机,学习了解了舍入误差在不同算法时对结果的影响不同,稳定的算法才能获得正确的结果。
2 方程求根一、实验目的(1)通过对二分法与牛顿迭代法做编程练习和上机运算,进一步体会二分法和牛顿法的不同。
(2)编写割线迭代法的程序,求非线性方程的解,并与牛顿迭代法作比较。
二、实验内容1、用牛顿法求下列方程的根(1)20xx e -=(2)10x xe -=(3)lg 20x x +-=2、编写割线法程序求解第一问的方程 三、实验步骤、程序设计、实验结果及分析1、牛顿法(1)实验步骤通过定义牛顿法求方程的子函数,用main函数调用子函数求根(2)程序设计#include <stdio.h>#include <math.h>typedef float (*p)(float );float ff1(float x){return x*x-exp(x);}float ff2(float x){return x*exp(x)-1;}float ff3(float x){return log(x)+x-2;}float answer(float(*p)(float)){int k=2;float m=1,n=-1,x2,a,b,c;if (p==ff3)n=2;printf("x[0] = %.4f, x[1] = %.4f, ",m,n);while (1){if (fabs(m-n)<1e-4) break;a=p(n)*(n-m);b=p(n)-p(m);c=a/b;x2=n-c;m = n;n = x2;printf("x[%d] = %.4f, ",k,x2);k++;if (k%3==0) printf("\n");}if (k%3!=0) printf("\n");printf("iteration times: %d, roots: %.4f\n ",k-2,n);return 0;}main(){printf("x*x-exp(x),\n");answer(ff1);printf("x*exp(x)-1,\n");answer(ff2);printf("lg(x)+x-2,\n");answer(ff3);return 0;}(3)实验结果及分析2、割线法(1)程序设计#include<stdio.h>#include<math.h>float gexian(float,float);float f(float);main(){int i,j;float x1=2.2;float x2=2,x3;scanf("%d",&i);if(i==1) printf("%f",x1); else if(i==2) printf("%f",x2); else{for(j=3;j<=i;j++){x3=gexian(x1,x2);x1=x2;x2=x3;}printf("%f",gexian(x1,x2)) ;}}float f(float x){return (x*x-exp(x));}float gexian(float x1,float x2){return (x2-(f(x2)/(f(x2)-f(x1)))*(x2-x1));}(3)实验结果及分析四、总结了解和学习了二分法和牛顿迭代法的思想以及程序设计的方法,比较了迭代法和牛顿法的特点:牛顿法收敛速度较快,但对初值选取要求较高;割线法计算量少。