09级矩阵与数值分析试题

合集下载

(完整版)2009研究生数值分析试题及答案-石家庄铁道大学,推荐文档

姓名学号评分时间120分钟石家庄铁道学院 2009 级硕士研究生考试试卷参考答案及评分标准课程名称数值分析任课教师王亚红一.(1-6题 2分/空;7-10题 3分/空)1. 3，32. 43. -34. )()(max x P x f bx a -≤≤5. )2)(1(!4)(),2(2)4(2--+-x x x f x x ξ 6. 33,3321=-=x x 7. 21<a8.Λ,2,1,0,211721=--=+k x x x x kkk k 9. ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=323/22/3212L 10.1,...,2,1,1--=⎩⎨⎧-==+n n k x d x d x k k k kn n β 二(16分).1. 解 :⎢⎢⎢⎣⎡221213112⎥⎥⎥⎦⎤ =⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-32/12/1112132/112/31------8分解,b Ly =得⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=304y解,y Ux =得⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=111x . -----------------------------------------------12分2.Jacobi 迭代法计算公式:初始向量)0(x⎪⎩⎪⎨⎧--=--=--=+++2/)25()236(2/)4()(2)(1)1(3)(3)(1)1(2)(3)(2)1(1k k k k k k k k k x x x x x x x x x , Λ,2,1,0=k ------------------------------16分-----------------------------------7分)2)(1)(1(245)1)(1(65)1(233))()(](,,,[))(](,,[)](,[)()(21032101021001003--+--++++-=---+--+-+=x x x x x x x x x x x x x x x x f x x x x x x x f x x x x f x f x N--------------------10分2.(10分)根据最小二乘原理∑=--=302))((i i i y b ax I 最小，----2分有⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=∂∂=∂∂00aI bI即⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∑∑∑∑∑i i i ii i x y y a b xxx 24----------------------8分即⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛36915554a b ，解得b =1.2857，a =2.8286 拟合曲线2857.18286.2+=x y ----------------------10分四(16分)解: 1．+----=))(())(()()(2010210x x x x x x x x x f x L ))(())(()(2101201x x x x x x x x x f ----+))(())(()(1202102x x x x x x x x x f ---- ------------------------------6分计算=)(0'x L ()()()()2104321x f x f x f h-+- ----------------9分 )()(0'0'x L x f ≈=()()()()2104321x f x f x f h-+- ------------------------------------------12分2．)()(),,(210x L x f x x x ≈∈,))()!1()(()()(1)1(2'++'='++x n f x L x f n n ωξ, x x n f n n 与ξωξ,))()!1()((1)1('+++有关, )()(),,(210x L x f x x x '≈'∈无法估计. )(,2x L x '不是插值节点时当的值不能作为)('x f 的近似值.-----------------16分五. 解 1．(8分)Λ004.041.10=-I 21021-⨯≤------------------2分 2000011102110)~(10)1~10(110~-⨯⨯≤-=---=-I I I I I I ------------------------4分22111122102110)~(10)1~10(110~-⨯⨯≤-=---=-I I I I I I类推有 8210999910101021102110~10)1~10(110~--⨯=⨯⨯≤-=---=-I I I I I I-----------6分计算到10I 时，误差限为初始0I 的误差限的1010倍，每递推一次误差扩大10倍，所以这个计算过程是不稳定的。

大连理工大学《矩阵与数值分析》2005-2009年真题答案

大连理工大学课程名称：计算方法试卷： A 考试形式：闭卷授课院（系）：数学系考试日期： 2005 年 12 月 12 日试卷共 7 页一二三四五六七总分标准分得分装一、填空（共30分，每空1.5分）（1）误差的来源主要有、、、 .（2）要使 7459666.760=的近似值a 的相对误差限不超过310-，应至少取位有效数字, 此时的近似值a = .订（3）设⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=4224A , 则1A ＝ , 2A ＝ , ∞A ＝ , F A ＝ ,谱半径)(A ρ＝ , 2-条件数)(2A cond ＝ , 奇异值为 .线（4）设44⨯∈CA ,特征值3,24321====λλλλ,特征值2是半单的，而特征值3是亏损的，则A 的Jordan 标准型=J.（5）已知x x x f 3)(2-=，则=-]1,0,1[f ，=-]3,1,0,1[f .（6）求01)(3=-+=x x x f 在5.0=x 附近的根α的Newton 迭代公式是：，其收敛阶 . （7）计算u u 5-=')10(≤≤t , 1)0(=u 的数值解的Euler 求解公式为 . 为使计算保持绝对稳定性, 步长h 的取值范围 .二、（12分）求矩阵⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=820251014A 的Doolittle 分解和Cholesky 分解，并求解⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=1085Ax .三、（6分）求矩阵⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=622292221A 的QR 分解（Q 可表示为两个矩阵的乘积）.四、（12分）根据迭代法f Bx x k k +=+)()1(对任意)0(x 和f 均收敛的充要条件为1)(<B ρ, 证明若线性方程组b Ax =中的A 为严格对角占优矩阵, 则Jacobi 法和G-S 法均收敛.五、（12分）求满足下列插值条件的分段三次多项式（]0,3[-和]1,0[）, 并验证它是不是三次样条函数.27)3(-=-f , 8)2(-=-f , 1)1(-=-f , 0)0(=f , ]0,3[-∈x ；0)0(=f , 0)0(='f , 0)1(=f , 1)1(='f , ]1,0[∈x .六、（10分）证明线性二步法])13()3[(4)1(212n n n n n f b f b hbu u b u +++=--++++, 当1-≠b 时为二阶方法,1-=b 时为三阶方法, 并给出1-=b 时的局部截断误差主项.七、（18分）求]1,1[-上以1)(≡x ρ为权函数的标准正交多项式系)(0x ψ, )(1x ψ, )(2x ψ, 并由此求3x ])1,1[(-∈x 的二次最佳平方逼近多项式, 构造Gauss 型求积公式⎰-+≈111100)()()(x f A x f A dx x f , 并验证其代数精度.大连理工大学课程名称：计算方法试卷： A 考试形式：闭卷授课院（系）：数学系考试日期： 2006 年 12 月 11 日试卷共 8 页一二三四五六七八总分标准分得分装订一、填空（共30分，每空2分）线（1）误差的来源主要有 .（2）按四舍五入的原则，取 69041575.422= 具有四位有效数字的近似值 a = ，则绝对误差界为，相对误差界为 .（3）矩阵算子范数M A ||||和谱半径)(A ρ的关系为：，和 .（4）设44⨯∈CA ,特征值3,24321====λλλλ,特征值2是半单的，而特征值3是亏损的，则A 的Jordan 标准型=J.（5）已知x x x f 3)(2-=，则=]1,0[f ，=-]1,0,1[f .（6）求01)(3=-+=x x x f 在5.0=x 附近的根α的Newton 迭代公式是：.（7）使用Aitken 加速迭代格式)(1-=k k x x ϕ得到的Steffensen 迭代格式为：，对幂法数列}{k m 的加速公式为：.（8）1+n 点的Newton-Cotes 求积公式∑==nk k k n x f A f I 0)()(的最高代数精度为.（9）计算u u 7-=')10(≤≤t , 1)0(=u 的数值解的Euler 求解公式为，为使计算保持绝对稳定性, 步长h 的取值范围 .二、（10分）设⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=4224A , 计算1A ,2A ,∞A ,F A , 谱半径)(A ρ, 2-条件数)(2A cond , 和奇异值.三、（10分）求矩阵⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=820251014A 的Doolittle 分解和Cholesky 分解.四、（4分）求Householder 变换矩阵将向量⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=221x 化为向量⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=003y .五、（12分）写出解线性方程组的Jacobi 法，G-S 法和超松弛（SOR ）法的矩阵表示形式，并根据迭代法f Bx x k k +=+)()1(对任意)0(x 和f 均收敛的充要条件为1)(<B ρ, 证明若线性方程组b Ax =中的A 为严格对角占优矩阵, 则超松弛（SOR ）法当松弛因子]1,0(∈ω时收敛.六、（12分）求满足下列插值条件的分段三次多项式（]0,3[-和]1,0[）, 并验证它是不是三次样条函数. 27)3(-=-f , 8)2(-=-f , 1)1(-=-f , 0)0(=f , ]0,3[-∈x ；0)0(=f , 0)0(='f , 0)1(=f , 1)1(='f , ]1,0[∈x .七、（12分）证明区间],[b a 上关于权函数)(x ρ的Gauss 型求积公式∑==nk k k n x f A f I 0)()(中的系数⎰=bak k dx x l x A )()(ρ，其中)(x l k 为关于求积节点n x x x ,,10的n 次Lagrange 插值基函数，n k ,1,0=. 另求]1,1[-上以1)(≡x ρ为权函数的二次正交多项式)(2x ψ, 并由此构造Gauss型求积公式⎰-+≈111100)()()(x f A x f A dx x f .八、（10分）证明线性二步法])13()3[(4)1(212n n n n n f b f b hbu u b u +++=--++++, 当1-≠b 时为二阶方法, 1-=b 时为三阶方法, 并给出1-=b 时的局部截断误差主项.大连理工大学应用数学系数学与应用数学专业2005级试A 卷答案课程名称：计算方法授课院 (系)：应用数学系考试日期：2007年11 月日试卷共 6 页一二三四五六七八九十总分标准分 42 8 15 15 15 5 / / / / 100 得分一、填空（每一空2分，共42分）1．为了减少运算次数，应将表达式.543242161718141311681x x x x x x x x -+---++- 改写为()()()()()()()1816011314181716-+++---+-x x x x x x x x x ；2．给定3个求积节点：00=x ，5.01=x 和12=x ，则用复化梯形公式计算积分dxe x ⎰-12求得的近似值为()15.02141--++e e ，用Simpson 公式求得的近似值为()15.04161--++e e 。

矩阵与数值分析试题

1）1）已知近似值246.00a =有5位有效数字，则a 的绝对误差界为，a 的相对误差界为；2）于0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦，用y=a+bx 做()sin f x x =最佳平方逼近，则法方程组为：；3）设71057⎛⎫= ⎪⎝⎭A ，1=A ，()1cond =A ；4）为了减少运算次数，应将表达式.425432168116171814131x x x x x x x x ++--+---改写为_ ______；5）已知(0)1,(1)3,(2)5,f f f ===则均差[0,1,2]f = ，对应于x 0=0插值基函数()0l x = ；6）此数值求积公式2110116x e dx e --⎛⎫≈ ⎪⎝⎭⎰的代数精度为：；7) 求解1u u t e -'=-+-的隐式Euler 公式：； 8) 用二分法求方程3()2510f x x x =--=在区间[1,3]内的根，进行一步后根所在区间为___ ___。

9)1225⎛⎫=⎪⎝⎭A 的TLL 分解为：； 10) [0,1]上以1()lnx xρ=权函数的正交多项式()0x φ= ，()1x φ= 。

11）0=x 是()10x f x x e =--=的根，则具有平方收敛的迭代公式为：。

12）将向量=x 221⎛⎫⎪⎪ ⎪⎝⎭变换为向量=y ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛003的正交矩阵H 为；姓名：学号：院系：级班装订线二、计算题1．（15分）如下求解初值问题00)(),,(u t u u t f u =='的线性二步法21(3)2n n n n hu u f f ++=++①确定出它的阶p 、局部截断误差主项和收敛性，求出其绝对稳定区间； ②给出上述方法求解方程：40u u '=-，1)0(=u ，的步长h 的取值范围。

2．（15分）确定0x ，0A ，1x ，1A 使得求积公式()()()1200111x f x dx A f x A f x -≈+⎰的代数精度m 达到最高，试问m 是多少？取()2xf x e -=，利用所求得的公式计算出数值解。

研究生《数值分析》试卷(带答案)

2009级研究生《数值分析》试卷一.(6分) 已知描述某实际问题的数学模型为xy y x y x u 223),(+=，其中，y x ,由统计方法得到，分别为4,2==y x,统计方法的误差限为0.01,试求出u 的误差限)(u ε和相对误差限)(u r ε.解：)(23)(6)(),()(),()(222y x y x x x y xy y y y x u x x y x u u εεεεε⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∂∂+∂∂≈ 6.016.044.001.0)412(01.0)448(=+=⨯++⨯-= 0.010714566.03)()(22=≈+=xy y x u u r εε 二.(6分) 已知函数13)(3+=x x f 计算函数)(x f 的2阶均差]2,1,0[f ,和4阶均差]4,3,2,1,0[f .解：21142512)1()2(]2,1[,311401)0()1(]1,0[=-=--==-=--=f f f f f f9232102]1,0[]2,1[]2,1,0[=-=--=f f f ,0!4)(]4,3,2,1,0[)4(==ξff 三.(6分)试确定求积公式: )]1(')0('[121)]1()0([21)(1f f f f dx x f -++≈⎰的代数精度.解：记⎰=10)(dx x f I )]1(')0('[121)]1()0([21f f f f I n -++= 1)(=x f 时：1110==⎰dx I1]00[121]2[21=-+=n I x x f =)(时：2110==⎰xdx I 21]11[121]1[21=-+=n I2)(x x f =时：31102==⎰dx x I 31]20[121]1[21=-+=n I3)(x x f =时：41103==⎰dx x I 41]30[121]1[21=-+=n I 4)(x x f =时：51104==⎰dx x I 61]40[121]1[21=-+=n I求积公式)]1(')0('[121)]1()0([21)(1f f f f dx x f -++≈⎰具有3次代数精度. 四.(12分) 已知函数122)(23-++=x x x x f 定义在区间[-1,1]上,在空间},,1{)(2x x Span x =Φ上求函数)(x f 的最佳平方逼近多项式.其中,权函数1)(=x ρ,154))(),((,1532))(),((,34))(),((210-==-=x x f x x f x x f ϕϕϕ.解：0))(),(())(),((21))(),((1101101100=====⎰⎰--dx x x x x x dx x x ϕϕϕϕϕϕ32))(),(())(),(())(),((112110220====⎰-dx x x x x x x x ϕϕϕϕϕϕ0))(),(())(),((1131221===⎰-dx x x x x x ϕϕϕϕ 52))(),((11422==⎰-dx x x x ϕϕ解方程组⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛154153234520320320320221a a a 得⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛15161210a a a 则)(x f 的最佳平方逼近多项式为：1516)(2-+=x x x p 五.(16分) 设函数)(x f 满足表中条件:(1) 填写均差计算表((2) 分别求出满足条件22k k k k 的 2次 Lagrange 和 Newton 差值多项式.(3) 求出一个四次插值多项式)(4x H ,使其满足表中所有条件.并用多项式降幂形式表示. 解：12)12)(02()1)(0()20)(10()2)(1()(22+-=----+----=x x x x x x x L12)1)(0(1)0)(1(1)(22+-=--+--+=x x x x x x N 令)2)(1()(12)(24--+++-=x x x b ax x x x H则)2()()2)(1)(()2)(1(22)('4-++--++--+-=x x b ax x x b ax x x ax x x H)1()(-++x x b ax由 ⎩⎨⎧-=+=+⇒⎩⎨⎧=-++-=-=-++-=1220)12(2)2(24)2('2)21)((22)1('44b a b a b a H b a H ,解得 5,3=-=b a 因此1820143)2)(1()53(12)(23424++-+-=--+-++-=x x x x x x x x x x x H 六.(16分)(1). 用Romberg 方法计算⎰31dx x ,将计算结果填入下表(*号处不填).(2). 试确定三点 Gauss-Legender 求积公式⎰∑-=≈110)()(k k k x f A dx x f 的Gauss 点k x 与系数k A ,并用三点 Gauss-Legender 求积公式计算积分: ⎰31dx x .解：过点（1，-1）和点（3，1）作直线得 y t x +=所以积分⎰⎰-+=11312dt t dx x由三次Legendre 多项式 )35(21)(33x x x p -=得得Gauss 点： ,515,0,515210==-=x x x再由代数精度得 ⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧==+==+-==++⎰⎰⎰---32535305155152111220112011210dt x A A dt x A A dt A A A即 ⎪⎩⎪⎨⎧=+=-=++9/10022020210A A A A A A A 解得 ,95,98,95210===A A A所以三点Gauss-Legendre 求积公式为：()⎪⎪⎭⎫⎝⎛++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-≈⎰-5159509851595)(11f f f dx x f 因此 79746.2515295298515295211=+++-≈+=⎰-dx t I七.(14分)(1) 证明方程02ln =--x x 在区间(1,∞)有一个单根.并大致估计单根的取值范围. (2) 写出Newton 迭代公式,并计算此单根的近似值.(要求精度满足: 5110||-+<-k k x x ). 解：令 2ln )(--=x x x f),1(,011)('∞∈>-=x xx f > 即)(x f 在区间 ),1(∞ 单调增又 04)(,02ln )2(22>-=<-=e e f f 所以 02ln =--x x 在区间 ),1(∞有一单根 ),1(20e x ∈ Newton 迭代公式为1ln 112ln 1-+=----=+k k k k kk k k k x x x x x x x x x令 20=x 计算得八. (12分) 用追赶法求解方程组:⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛022112111131124321x x x x 的解. 解：由计算公式 ⎪⎩⎪⎨⎧-===+====-1,,2,,,2,,111111n i c n i b a c b i i ii i i i i i βααβγγβαα得 ,2,1,1,21,1,24321111======γγγββαα25211322212=⨯-=⇒=+ααβγb 52222222==⇒=αββαc c 53521133323=⨯-=⇒=+ααβγb 35333333==⇒=αββαc c37352144434-=⨯-=⇒=+ααβγb因此 ⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛135152121137253125121211113112即 LU A = 令 b Ly = 解 ⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-022137253125124321y y y y 得⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛23753214321y y y y 令 y Ux =解 ⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛237532113515212114321x x x x 得⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛21104321x x x x九. (12分) 设求解初值问题⎩⎨⎧==00)(),('y x y y x f y 的计算格式为:)],(),([111--+++=n n n n n n y x bf y x af h y y ,假设11)(,)(--==n n n n y x y y x y ,试确定参数b a ,的值,使该计算格式的局部截断误差为二阶,即截断部分为: )(3h o .解：)],(),([111--+++=n n n n n n y x bf y x af h y y )](')('[)(1-++=n n n x by x ay h x y])('''21)('')('[)(')(2++-++=n nn n n x y h x hy x y hb x hay x y ++-++=)('''21)('')(')()(32n n n n x by h x by h x y b a h x y对比 ++++=+)('''61)(''21)(')()(321n n n n n x y h x y h x hy x y x y得 ⎩⎨⎧==+2/11b b a ，即 2/1==b a 时该计算格式具有二阶精度.。

(完整版)2009研究生数值分析试题及答案-石家庄铁道大学,推荐文档

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。

09下数值分析答案(A)

《数值分析》I课程试题参考答案及评分标准（中文试卷）( A卷)适用专业年级：信息与计算科学07级考试时间: 100分钟命题人：吕勇一、解------------------------------------------------------5分则插值多项式。

---------------------------------------- -------10分二、证明设，以为节点的Lagrange插值多项式为 --3分余项为-----------------------------------------------------6分由于为线性函数，当时，。

--------------------------------9分则：，所以结论得证-------------------------------------------------10分三、证明 ----------------------------------------------------5分-------------------------8分 ---------------------------------------------------10分四、证明设则根据插值多项式原理-------------------------------------------------------------------------------------6分两端在上积分-------------------------------------------------------------10分五、解设，。

--------------------------------------------------------------------3分，---------------------------------------------------------------6分，。

2008_2009数值分析考试试题卷

太原科技大学硕士研究生2008/2009学年第1学期《数值分析》课程试卷一、填空题（每空6分，共30分）1、已知a 是积分⎰-102dx e x 的近似值，并且有四位有效数字，则a 的绝对误差限=)(a ε 2、设n 阶矩阵)(ij a A =的对角元),,2,1(0n i a ii =≠，令),,,(2211nn a a a diag D =。

若将A 分裂成)(1A D I D D A ---=，以其构造解线性方程组b Ax =的迭代公式为。

3、求解初值问题1)0(,112=+='y yy 的欧拉公式为。

4、若⎪⎩⎪⎨⎧≤≤+-+-+-≤≤=31,)1()1()1(2110,,)(233x c x b x a x x x x s 是三次样条函数，则=b 。

5、已知函数)(x f y =在2,0,1210===x x x 处的值分别为,4,2,1210===y y y 则经过点)4,2(),2,0(),1,1(-的Lagrange 插值多项式为。

二、(10分)设A 为n 阶非奇异的上三角阵，试导出计算1-A 的元素的递推公式。

三、（15分）证明下列迭代公式产生的序列{}k x 收敛于a （0>a ）并具有三阶收敛速度，,1,0,3)3(221=++=+k a x a x x x k k k k其中0x 充分接近a 。

四、（15分）已知Legendre 正交多项式)(x L n 有三项递推关系式：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+-++===-+,2,1)(1)(112)()(,1)(1110n x L n n x xL n n x L x x L x L n n n 试推导两点Gauss-Legendre 求积公式)()()(221111x f A x f A dx x f +≈⎰- 的求积系数和节点，并用此公式计算下列积分的近似值。

⎰-=2242dx e I x五、(15分)在区间[-1，1]上给定函数122)(23-++=x x x x f ，求其在{}2,,1x x Span =Φ中关于权函数1)(=x ρ的最佳平方逼近多项式。

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)。

sin x dx 的近似值。 0 1+ x
1
-5-
六、（12 分）设线性方程组：
− x3 = 1 2 x1 = −12 −2 x1 − 10 x2 −x − x + 4x = 2 2 3 1
(1) 利用 Gauss 消去法求上述解方程组； (2) 求系数矩阵 A 的 LU 分解； (3) 写出求解上述方程组的矩阵形式的 Jacobi 迭代公式和分量形式的 Gauss-Seidel 迭代法公式，并讨论收敛性.
；
。
(11) 用 A(-2,-3.1)、B(-1,0.9)、C(0,1.0) 、D(1,3.1)、E(2,4.9)拟合一直线 s(x)=a+bx 的法方程组为：
。
(12) 已知多项式 p3 ( x ) = 4 x3 + 3 x 2 + 2 x + 1 ，那么求此多项式值的秦九韶算法公为：_ (13) 给定如下数据表 xi yi -2 -5 -1 -2 0 3 1 10 2 19 3 30 ______。
考试日期：2010 年 1 月 12 日五 10 六 12 七 10 八 / 九 /
主讲教师
(1) 已知 a = 2009.12 ， b = 2010.01 分别是按四舍五入原则得到的 x1 和 x2 近似值，那么，x1 − a ≤ x −b ； 2 ≤ b ；x1 x2 − ab ≤ 。 ;
姓名：学号：院系：
矩阵数值分析班
大连理工大学
课程名称：矩阵与数值分析授课院 (系)：数学系一标准分得一、分填空与判断题（ × 或√），每空 2 分，共 50 分 50 二 6 三 6 四 6 试卷：统一考试类型闭卷试卷共 8 页十 / 总分 100
∞ 1 0.25 (8) 已知 A = , 则 Ak = ∑ 0.25 k =0
。
ssT (9) 设 s ≠ 0 ∈ C , 则 ( s, s )
n
=
2
。
u ′ = t − u (10) 求解微分方程，的 Euler 法公式为 u (0) = 2 绝对稳定区间为；改进的 Euler 公式为
∫
1
0
e x ( x−1)dx
-3-
四、（8 分）确定将向量 x = (1,3 , 4 ) ，变换为向量 y = (1, 0, t ) 的正数 t 和
T T
Householder 矩阵 H，以及 cond 2 ( H ) ， H 1 。
-4-
五、（10 分）（1）用 Schimidt 正交化方法，构造 [−1,1] 上以 ρ ( x) ≡ 1 权函数的正交多项式系： φ0 ( x) ， φ1 ( x) ， φ2 ( x) ; （2）利用所得到的结果构造 f ( x ) = x 4 在 [−1,1] 上的最佳二次平方逼近多项式；（3）构造 [−1,1] 上的两点 Gauss 型数值求积公式；（4）利用（3）的结果给出 ∫
4 3
1 3
2 3
-7-
-6-
u ′(t ) = f (t , u ) 七、（10 分）已知解常微分方程初值问题的某线性二步法的第 u (t0 ) = u0
一、第二特征多项式分别为：
ρ ( λ ) =λ 2 − λ + ， σ ( λ ) = λ 2
(1) 给出此线性二步法具体表达式，并求出其局部截断误差主项； (2) 讨论其收敛性; (3) 求其绝对稳定区间。
则均差 f [−1, 0,1] =
，由数据构造出最简插值多项式
。
p ( x) =
1 1 3 ,当 a 满足条件 (14)设 A = 1 a + 2 3 （其中 L 是对角元为正的下三角矩阵）。
时,
A 必有唯一的 LLT 分解
(15) 求 f ( x) = e x − 1 − x = 0 根的 Newton 迭代法至少局部平方收敛 (16) 若 A 为可逆矩阵，则求解 ATAx=b 的 Gauss-Seidel 迭代法收敛 (17) 分段二点三次 Hermite 插值多项式∈C2 函数类 (18) 如果 A 为 Hermite 矩阵，则 A 的奇异值是 A 的特征值
−1
。。
。
。
≤
(7) 已知 f (a − h), f (a ), f (a + h) ，计算一阶数值导数的公式是：
f ′(a ) =
+O(h 2 ) ；取 f ( x) = x , h = 0.001 ，
那么，用此公式计算 f ′(2) 的近似值时，为避免误差的危害，应该写成：
f ′(2) ≈
。
-1-
装订线
(2) [ 0, 1] 上权函数 ρ ( x ) = x 的正交多项式族中 φ1 ( x ) =
∫ (x
1 0
5
+ x 3 ) φ5 ( x ) =
。
2
(3) 已知存在实数 R 使曲线 y = x 2 和 y 2 + ( x − 8 ) = R 2 相切。求切点横坐标近似值的 Newton 迭代公式为 1 2 (4) 设 A = ，则它的奇异值为 2 −1 1 1 1 (5)若取 A = ，则 ∫ e At dt = 0 0 1 (6) 若 A < 1 ，则 ( I − A )
（（（（Βιβλιοθήκη ））））-2-
0 1 0 ，求出 A 的 Jordan 分解以及 sintA 。二、（6 分）已知 A = −2 0 −2
三、（6 分）给定求积节点：xk=0,0.25,0.5,0.75,1,请用复化的梯形公式和复化的 Simpson 公式，计算如下定积分的近似值。