2011年下学期数值分析考试试卷答案(A)
2011年下学期数值分析考试试卷答案(A)
一、填空题(本题16分，每空 2 分)
1. 若S (x ) 332
, 01
1(1)(1)(1),132
x x x a x b x c x ⎧≤≤⎪=⎨-+-+-+≤≤⎪⎩是三次样条函数，则a = 3 ，b =3 ，c =1．
2. 求积公式1
0311
()()(1)434
f x dx f f ≈
+⎰的代数精度为 2 。
3. 设1-2-34A ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦
则()A ρ=533
5.37+≈，cond ∞(A )=21 4. 矩阵111122123A ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦的LU 分解为100111110011111001⎡⎤⎡⎤
⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥
⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦
5. 求方程cos x x =根的牛顿迭代格式是1cos 1sin n n
n n n
x x x x x +-=-
+。
二、(12分)求不超过4次的多项式()P x ，使它满足插值条件
(0)(0)0,(1)(1)1,(2) 2.P P P P P ''=====
若上述数据来源于f (x )，给出误差估计。
解法1： 因为(0)(0)0,(1)(1)1,P P P P ''====则先构造两点三次埃米特插值，
2
2
32100()12(1)011010(2)
x x x H x x x x ---⎡⎤⎡⎤⎡⎤
=++-⎢⎥⎢⎥⎢⎥---⎣⎦⎣⎦⎣⎦=- …………………
………………………………………….8分
又设223()()(1)P x H x Ax x =+-，代入(2)2,P =得A=1/2,
……………………………………
………..3分
计算：
1
1101(,)( 2.3504
）x f P e dx e e ---==-≈⎰,
1
111
(,)20.7358x f P xe dx e
---==-≈-⎰
1
21211
(,)(31)70.143132
x f P x e dx e e ---=-=-≈⎰
……………………………………………
……………………………………..8分
111101010011(,)(,)2* 1.1752,*3 1.1036(,)2(,)
2/3 f P f P e e e a a e P P P P ----==≈==-=-≈-
1
2222(,)7*0.3578
(,)2/5
f P e e a P P --==≈
故最优平方逼近函数为：
1111
2225351()3(31)
222
1
1.1752 1.10360.3758(31)
2
0.5367 1.10360.9963
e e e e p x e x x x x x x -----=-+⋅-≈-+⋅-=-+。
………….12分
四、 (12分)用Romberg 求积的方法, 计算积分1
2
x
I e dx π-=
⎰
, (
计算
到龙贝格序列的第6个近似值)
解：本题只要对积分1
0x e dx -⎰使用Romberg 算法，
01
[(0)(1)]2
T f f =+,
20111()222T T f =+ , 1204133
S T T =-
4211132444T T f
f ⎡⎤
⎛⎫
⎛⎫=++ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦
, 2424133S T T =-, 2211611515C S S =-
………….
10分
计算到R 1，结果如下表所示：
k T n S n C n 0 0.683940 1 0.645235 0.632333 2
0.635410
0.632135
0.632122
因
此
0.402420I = ………….12分
五、(12分)设方程组1111221
2112222
a x a x b
a x a x
b +=⎧⎨+=⎩， （1122
a
a ≠）
证明解此方程的Jacobi 迭代法与Gauss-Seidel 迭代法同时收敛或发散.
解
：
Jacobi
迭
代
为
…………2分
其迭代矩阵1()D L U -+
，
谱
半径为
，
………….6分
而Gauss-Seidel 迭代法为
其迭代矩阵122211221122111220()0a a a a D L U a a a a -⎡⎤-⎢⎥⎢
⎥-=⎢⎥-⎢⎥⎣⎦
, 其谱半径为
…………10分
由于
，
()1()1B G ρρ<⇔<
故Jacobi 迭代法与Gauss-Seidel 法同时收敛或同时发散。
…………
.12分
六、(12
分)设方程()0f x =有根，且'
0()m f x M <≤≤。
试证明由迭代格
式1()k k k x x f x λ+=-
(0,1,2,)k =产生的迭代序列{}0k k x ∞
=对任意的初值0(,)x ∈-∞+∞，当2
0M
λ<<
时，均收敛于方程的根。
证
明
：
设
()()x x f x ϕλ=-，
………….2分
则
''()1()
x f x ϕλ=-，
故
'1()1M x m λϕλ-<<-，
………….5分
从而可知，当
2
0M
λ<<
时，
'1()1x ϕ-<<，
…………10分
即'
()1x ϕ<，从而由压缩映像定理可知结论成立。
………12分
七、(12分)
用经典的四阶龙格-库塔方法求初值问
题
()2
2301
y xy
y -⎧'=⎪⎨⎪=⎩，取步长h=0.4,计算()0.4y ，计算过程保
留四位小数。
解：评分标准： 公式：2分； 计算结果： 2分/个
()()()()()()()()
()()()0100
1002
020012
01030022
02040032
0312340,0.4,12,0320.2,0.13332230.220.2,0.12652230.220.4,0.2416
30.40.4
0.4022 1.06
x x y x K f x y y x h h K f x y K y K x h h K f x y K y K x K f x h y hK y K y y K K K K =====
=+⎛
⎫=++== ⎪⎝⎭++⎛
⎫=++== ⎪⎝⎭++=++==+=+
+++=508
八、(12分) 设有n 阶矩阵A ， p 是最接近于A 的特征值λ的一个常数，试简述如何用数值方法求A 的与p 最接近的那个特征值。
答：（每步3分）
第一步：将(A -pI )进行三角分解，(A -pI )=LU ，(或P (A -pI )=LU ，其中P 为排列阵）． 第二步：由Uv 1=(1,1,…,1)T ，解方程组求得v 1,u 1，其中1
11max()
v u v =
第三步：由LUv 2=Pu 1（或LUv 2=Pu 1 ）,解方程组求得v 2,u 2，
其中2
22max()
v u v =
，…….
1
:,.
max{}
第四步对应的特征向量为j k k p u v λ≈+。
《数值分析》A卷期末考试试题及参考答案
一、单项选择题(每小题3分，共15分) 1、用Simpson 公式求积分1401x dx +⎰的近似值为 ( ).A.2924 B.2429C.65D. 562、已知(1)0.401f =，且用梯形公式计算积分2()f x dx ⎰的近似值10.864T =，若将区间[0,2]二等分，则用递推公式计算近似值2T 等于( ). A.0.824 B.0.401 C.0.864 D. 0.8333、设3()32=+f x x ,则差商0123[,,,]f x x x x 等于( ).A.0B.9C.3D. 64的近似值的绝对误差小于0.01%，要取多少位有效数字( ). A.3 B.4 C.5 D. 25、用二分法求方程()0=f x 在区间[1,2]上的一个实根，若要求准确到小数 点后第四位，则至少二分区间多少次( ).A.12B.13C.14D. 15二、填空题(每小题4分，共40分)1、对于迭代函数2()=(3)ϕ+-x x a x ，要使迭代公式1=()ϕ+k k x x则a 的取值范围为 .2、假设按四舍五入的近似值为2.312，则该近似值的绝对误差限为 .3、迭代公式212(3)=,03++>+k k k k x x a x a x a收敛于α= (0)α>. 4、解方程4()530f x x x =+-=的牛顿迭代公式为 . 5、设()f x 在[1,1]-上具有2阶连续导数，[1,1]x ∀∈-，有1()2f x ''≤，则()f x 在[1,1]-上的线性插值函数1()L x 在点0处的误差限1(0)R ≤______.6、求解微分方程初值问题2(0)1'=-⎧⎨=⎩y xy yy ，0x 1≤≤的向前Euler 格式为 .7、设310131013A -⎛⎫⎪=-- ⎪ ⎪-⎝⎭，则A ∞= .8、用梯形公式计算积分112-⎰dx x 的近似值为 . 9、设12A 21+⎡⎤=⎢⎥⎣⎦a 可作Cholesky 分解，则a 的取值范围为 . 10、设(0)1,(0.5) 1.5,(1)2,(1.5) 2.5,(2) 3.4f f f f f =====，若1=h ，则用三点公式计算(1)'≈f .三、解答题（共45分） 1、给定数据用复化Simpson 公式计算1.381.30()f x dx ⎰的近似值，并估计误差，小数点后保留3位. (8分)2、用直接三角分解法求线性代数方程组⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡432631531321321x x x 的解. (8分) 3、求()λx ，使得迭代公式1()()λ+=+k k k k f x x x x 求方程2()31=+-f x x x 的根的相应迭代序列{}k x 具有平方收敛. (5分)4、已知数据试对数据用最小二乘法求出形如=+y x b的拟合曲线. (8分) 5、已知(2)8f -=，(0)4f =，(2)8=f ，试求二次拉格朗日插值多项式. (8分) 6、设矩阵A 如下，根据谱半径判断用Jacobi 迭代法求解方程组Ax b =的敛散性.（8分）1102111221012A ⎡⎤-⎢⎥⎢⎥⎢⎥=--⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎣⎦一、单项选择题（每小题3分，合计15分） 1、A 2、D 3、C 4、C 5、D 二、填空题（每小题3分，合计30分） 1、0<<a ； 2、31102-⨯； 3；4、4135345++-=-+k k k k k x x x x x ； 5、14； 6、1(2)+=+-n n n n n y y h x y y ； 7、5；8、34-； 9、3>a ；10、1.2；三、计算题（合计55分） 1、给定数据用复化Simpson 公式计算 1.381.30()f x dx ⎰的近似值，并估计误差，小数点后保留3位. (8分)解： 401024S [()4()()]6-=++x x f x f x f x ………… 1分 1.38 1.30(3.624 4.20 5.19)6-=+⨯+ 0.341= ………… 2分20422012234S [()4()()][()4()()]66--=+++++x x x xf x f x f x f x f x f x =0.342 ………… 6分2211[]15-≈-I S S S =-⨯40.6710 ………… 8分 2、用直接三角分解法求线性代数方程组⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡432631531321321x x x 的解. (8分) 解：设111213212223313233u u u 123100135l 100u u 136l l 100u ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=*⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦………… 1分 111=u ，212=u ，313=u ，121=l ，131=l 122=u ，223=u ，132=l133=u ，133=l …………6分所以⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=111011001L ，⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=100210321U …………7分 由b Ly =得Ty )1,1,2(=；由y Ux =得Tx )1,1,1(-=. ………… 8分3、求()λx ，使得迭代公式1()()λ+=+k k k k f x x x x 求方程2()31=+-f x x x 的根的相应迭代序列{}k x 具有平方收敛.(6分)解：要使迭代序列具有平方收敛，则()0ϕ'*=x ………… 2分 而()()()ϕλ=+f x x x x ，即 ………… 3分 2()()()()10()λλλ''**-**+=*f x x x f x x …………4分 而()0*=f x 则有()1()λ'*=-*f x x ………… 5分所以()()23λ'=-=--x f x x ………… 6分4、已知数据试对数据用最小二乘法求出形如=+ay x b的拟合曲线. (8分) 解：因为11=+b x y a a ，令0111,,,====b a a y x x a a y……2分 则有法方程01461061410⎛⎫⎛⎫⎛⎫= ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭a a ……5分解出014,1==-a a ，则1,4=-=-a b ……7分 所以1=4-y x……8分5、已知(2)8f -=，(0)4f =，(2)8=f ，试求二次拉格朗日插值多项式. (7分)解：01()(2)8l x x x =- …………2分 211()(4)4l x x =-- …………4分21()(2)8l x x x =+ …………6分 2012()()(2)()(0)()(2)L x l x f l x f l x f =-++24=+x …………7分6、设矩阵A 如下，根据谱半径判断用Jacobi 迭代法求解方程组Ax b =的敛散性.（8分）1102111221012A ⎡⎤-⎢⎥⎢⎥⎢⎥=--⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎣⎦解：100010001D ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦，00010021002L ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦，10021002000U ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦…………3分1100211()0221002J B D L U -⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=+=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦…………5分 2102111()0222102J E B λλλλλλ⎡⎤-⎢⎥⎢⎥⎢⎥-=--=-=⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎣⎦…………6分()2J B ρ=…………7分 所以用Jacobi 迭代法求解方程组Ax b =收敛 …………8分。
2011数值分析试题及答案
解：由 x( k 1) Mx( k ) g 和 x* Mx* g 可得：
x( k 1) x* M ( x( k ) x* ) , k 0,1,2,...
递推的： x( k ) x* M k ( x(0) x* ) 设 y 是矩阵 M 属于特征值 的特征向量，取 x(0) y x* ，则有：
1 1
1 0 0 0 0.3 0.2 0 0.3 0.2 0 0. 4 G ( D L) U 0 1 0 0 0 0.4 0 1 0 1 0 0 0 0 0. 3 0. 2
3 5x f ( xk ) xk a a ， xk 1 k 2 , k 0,1,2,... xk xk 2 6 f ( xk ) 6 xk 6 xk
一、解答下列各题： （每题 5 分，共 30 分） 1.设近似值 x 具有 5 位有效数字，则 x 的相对误差限为多少？ 解：记 x 0.a1a2 ...10 ，则 x 的相对误差为：
五、 （4 分）设矩阵 M 是 n 阶方阵， M 有一个绝对值小于 1 的特征值 ，且方程 组 x Mx g 有 唯 一 解 x * ， 证 明 ： 存 在 初 始 向 量 x ( 0 ) 使 迭 代 格 式 ：
x ( k 1) Mx ( k ) g , k 0,1,2,...产生的序列 {x ( k ) } 收敛到 x * .
数值分析学期期末考试题与答案(A)
期末考试试卷(A 卷)2007学年第二学期考试科目： 数值分析考试时间：120分钟学号 姓名 年级专业、判断题(每小题 分，共分)100011.用计算机求z —100■时，应按照n 从小到大的顺序相加。
n 3n3 .用数值微分公式中求导数值时，步长越小计算就越精确。
()4 .采用龙格-库塔法求解常微分方程的初值问题时，公式阶数越高，数值解越精确。
()5 .用迭代法解线性方程组时，迭代能否收敛与初始向量的选择、系数矩阵及其演变方式有关，与常数项无关。
()二、填空题(每空 2分，共36分)1 .已知数a 的有效数为0.01 ,则它的绝对误差限为 ,相对误差限为 .10 -11 一0]2 .设 A= 0-2 1 ,x= -5，则| A 1 =, ||^|2 =Ax L =.-1 3 0J3 .已知 f (x) =2x 5 +4x 3—5x,则 f[—1,1,0] =, f[-3,-2,-1,1,2,3] =.13 34 .为使求积公式 f f (x)dx 定A f (———)+ A 2 f (0) + A 3 f (」一)的代数精度尽量局，应使t 3 3A =, A =, A =,此时公式具有 次的代数精度。
5 . n 阶方阵A 的谱半径P (A)与它的任意一种范数| A 的关系是.6 .用迭代法解线性方程组以=8时，使迭代公式 X(k41)=MX (k) + N (k=0,1,2,|||)产生的向量序列｛X(k)｝收敛的充分必要条件是 .7 .使用消元法解线性方程组 AX =8时，系数矩阵A 可以分解为下三角矩阵 L 和上三角矩2. 为了减少误差 ，应将表达式 J2001 - J1999改写为22001 ,1999进行计算。
4 -2阵U的乘积，即A = LU .若米用图斯消兀法解AX = B，其中A= 1 ，则一1 2 3 4 1 L = , U = ；若使用克劳特消元法解AX = B ,则u11 =;若使用平方根方法解AX = B，则111与u11的大小关系为 (选填：>, <,=,不一'定)。
中国石油大学《数值分析》2011年考试试题A卷及答案
f (4)(x)
1 2880
1 n
4
6
1 2
104
,
仅要 n 4 1 101 2.54 ,取 n 3 即对将[1,2] 作 6 等分,则有 240
(8 分)
2
1 ln xdx
1 [0 4(ln 7 ln 3 ln 11) 2(ln 4 ln 5) ln 2] 0.38628716327880 .
0.000040074
（ 4 分）
七、（10 分）(1)牛顿迭代格式
x(k 1)
x(k)
f f
(x(k ) ) '(x(k) )
x(k)
x(k) 1 (2
(x(k) )2 )(x(k) )1
1
(1 (2
)(
x( )(
)k ) 2 x(k ) )1
(2)
x(k 1)
lim
k
x(k)
1 1
fgdx
，取( x) ax bx3 ， f ( x) sin x ，则法方程为
(0 ,0 )
(1
,
0
)
(0 ,1) (1 , 1 )
a b
( (
f f
,0 ,1
) )
（ 4 分）
其中 0,0
1
x xdx
1
2， 3
0 ,1
(1 )(x(k) )2
lim
k
1
(2
)(x(k ) )1
c0
2
c 1
(5 分) (5 分)
1
x(k) 2
x(k) 3
1
x(k) 1
x(k) 3
/2
x3( k
1)
2011年哈工大(数值分析)试题
y0 , y1 , (h为步长) 。
（1）确定方法中的局部误差主项，并指出方法的阶数； （2）讨论该方法的收敛性和绝对稳定性。 （ 在 线 性 多 步 法 的 局 部 截 断
Cr
p 1 p p 1 (i ) r 1 bi , r 2,3, ） i a r i r ! i 0 i 1
1 2
a 2 1 x1 1 3、已知方程组 2 a 2 x2 2 ， 1 2 a x3 1
（1）写出求解此方程组的 Jacobi 迭代格式； （2）用已知结论说明，当 a 4 时，该迭代格式收敛；
0 2
T
（1）求 A ， x0 ， x1 使求积公式具有尽可能高的代数精度，并指出此求积公式的 代数精度是多少？（2）并用此公式计算积分 x 4 dx 。 （计算结果保留四位小数）
0 2
ρ 。 6、试用共轭梯度法（cg 法）求解线性方程组。 （初始值取 x (0) (0, 0, 0)T ）
a x 2 x3 , 0 x 1 ，具有连续二 2、 （1）求 a 及不超过二次多项式 P( x) 使 S ( x) P( x) , 1 x 2
阶导数且满足 P (2) 0 ； （2） 当 f ( x) 用满足条件 f (1) P(1), f (2) P(2), f ' (1) P ' (1) 的插值多项式近似时， 求 f ( x)dx 。
2011 年哈工大《数值分析》考试
1、 设 f ( x) x3 5 。 （1）应用 Newton 迭代法于方程 f ( x) 0 ，导出 3 5 的迭
2
代公式； 并讨论迭代公式的收敛速度； （2） 尝试把导出的迭代公式加以改进， 提高迭代公式的收敛速度， 并用改进后的迭代公式计算 3 5（取初值 x0 1.0 ， 计算三步，结果保留四位小数） 。
(完整)数值分析学期期末考试试题与答案(A),推荐文档
期末考试试卷（A 卷）2007学年第二学期 考试科目： 数值分析 考试时间：120 分钟学号 姓名 年级专业一、判断题（每小题2分，共10分）1. 用计算机求1000100011n n=∑时，应按照n 从小到大的顺序相加。
（ ）2. 为了减少误差,进行计算。
（ ）3. 用数值微分公式中求导数值时，步长越小计算就越精确。
（ ）4. 采用龙格－库塔法求解常微分方程的初值问题时，公式阶数越高，数值解越精确。
（ ）5. 用迭代法解线性方程组时，迭代能否收敛与初始向量的选择、系数矩阵及其演变方式有关，与常数项无关。
（ ）二、填空题（每空2分，共36分）1. 已知数a 的有效数为0.01，则它的绝对误差限为________，相对误差限为_________.2. 设1010021,5,1301A x -⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥=-=-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦则1A =_____，2x =______，Ax ∞=_____.3. 已知53()245,f x x x x =+-则[1,1,0]f -= ,[3,2,1,1,2,3]f ---= .4. 为使求积公式11231()((0)f x dx A f A f A f -≈++⎰的代数精度尽量高，应使1A = ，2A = ，3A = ，此时公式具有 次的代数精度。
5. n 阶方阵A 的谱半径()A ρ与它的任意一种范数A 的关系是 .6. 用迭代法解线性方程组AX B =时，使迭代公式(1)()(0,1,2,)k k XMX N k +=+=K 产生的向量序列{}()k X收敛的充分必要条件是 .7. 使用消元法解线性方程组AX B =时，系数矩阵A 可以分解为下三角矩阵L 和上三角矩阵U 的乘积，即.A LU = 若采用高斯消元法解AX B =，其中4221A -⎡⎤=⎢⎥⎣⎦，则L =_______________，U =______________；若使用克劳特消元法解AX B =，则11u =____；若使用平方根方法解AX B =，则11l 与11u 的大小关系为_____（选填：>，<，=，不一定）。
2011年秋研究生数值分析试题A卷答案
2011年秋研究生数值分析期末考试试题答案一、单选题（4*5=20分）1、B;2、D ；3、D ；4、B ；5、C 。
二、填空题（4*5=20）1、2；2、()()1k k k k f x x x f x +=-'，平方收敛；3、8，8；4、9； 5、a <。
三、（10分）解：构造3次Lagrange 插值多项式3001001201()()(,)()(,,)()()L x f x f x x x x f x x x x x x x =+-+--0123012(,,,)()()()f x x x x x x x x x x +--- 3’利用待定系数法，令430123()()()()()()H x L x A x x x x x x x x =+----， 5’同时， '''14131101213()()()()()()f x H x L x A x x x x x x ==+--- 7’解出A 即可。
8’ 考虑余项4()()()E x f x H x =-，如果5()[,],,0,1,2,3i f x C a b a x b i ∈≤≤=，那么，当a x b ≤≤时()()5240123()()()()()()()5!f E x f x H x x x x x x x x x ξ=-=----. 0 10’ 四、（10分）解：设所求多项式为23202)(x C x C C x P ++=，10=ϕ，x =1ϕ，22x =ϕ，11),(10++==⎰+k j dx e k j k j ϕϕ，1),(100-==⎰e dx e f x ϕ， 1),(101==⎰dx xe f xϕ，2),(1022-==⎰e dx e x f x ϕ 5’ 所以有⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡21151413141312131211210e e C C C ，求解得到 8’ ⎪⎩⎪⎨⎧===83917.085114.001299.1321C C C ，所求最佳平方逼近多项式为:2283917.085114.001299.1)(x x x P ++=。
2011年秋季工学硕士研究生学位课程(数值分析)真题试卷A
2011年秋季工学硕士研究生学位课程（数值分析）真题试卷A(总分：28.00，做题时间：90分钟)一、填空题(总题数：6，分数：12.00)1.填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。
（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 解析：2.已知x 1 =0．724，x 2 =1．25均为有效数，则｜e r (x 1 x 2 )｜≤______｜e(x 1／x 2 )｜≤_______．（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：0．469×10 -2，0．272×10 -2)解析：3.设∞ =______，cond(A) 2 =______．（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________正确答案：()解析：4.超定方程组x 1 =______.x 2 =_______．（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________正确答案：(正确答案：-0．8333或-0．6667)解析：5.用Simpson______．（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：1.4757)解析：6.0，1，2为节点的三次样条函数，则a=_____，b=_____．（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：3，-3)解析：二、计算题(总题数：3，分数：6.00)7.给定方程e x，分析此方程有几个实根，并用迭代法求此方程的正根，精确至3位有效数字．（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________正确答案：(正确答案：设当x=ln0．5时，f"(x)=0；当x∈(-∞，ln0．5)时，f"(x)＜0；当x∈(ln0．5，+∞)时，f"(x)＞0．再注意到f(-4)＞0，f(-3)＜0，f(1)＜0，f(2)＞0，则该方程存在两个实根，分别在[-4，-3]和[1，2]内．构造迭代格式x *∈[1，2]，取x 0 =1．5，计算得x 1 =1．0651，x 2 =0．9116，x 3 =0．8953，x )解析：8.用列主元Guass（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________正确答案：(正确答案：求得x 1 =-2，x 2 =1，x 3 =-1．)解析：9.给定求解线性方程组Ax=b的迭代格式Bx (k+1) +ωCx k =b，其中ω的值使上述迭代格式收敛．（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：方法1：由Bx (k+1) +ωCx (k) =b得x (k+1) =-ωB -1 Cx (k) +B -1 b 上述格式收敛的充要条件为ρ(-ωB -1 C)＜1．迭代矩阵-ωB -1 C的特征方程为｜λI+ωB -1 C｜=0，可变形为｜B -1｜｜λB+ωC｜=0，即展开得16λ2—8λω)解析：三、综合题(总题数：5，分数：10.00)10.作一个3次多项式H(x)，使得H(a)=b 3，H(b)=a 3，H"(a)=6b，H"(b)=6a．（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________正确答案：(正确答案：方法1：根据H"(a)=6b，H"(6)=6a可知(x-a)=6b—6(x-a)，两边积分得H(x)=6b(x—a)-3(x-a) 2 +c，H(x)=3b(x-a) 2 -(x—a) 3 +c(x—a)+d．由H(a)=b 3得d=b 3，再由H(b)=a 3有c=-3b 2，所以H(x)=-(x-a) 3 +3b(x-a) )解析：11.求函数y(x)=x 4在区间[0，1]上的一次最佳一致逼近多项式p(x)．（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：设p(x)=a+bx．由f"(x)=4x 3，f"(x)=12x 2知，当x∈(0，1)时，f"(x)恒大于零．则f(x)-p(x)在[0，1]上有三个交错偏差点：0，x 1，1，且满足即求解得所以)解析：12.已知函数f(x)∈C 4[a，b]，I(f)=∫ a b f（x）dx 1)写出以a，b为二重节点所建立的f(x)的3次Hermite 插值多琐式H(x)及插值余项； 2)根据f(x)≈H(x)建立一个求解I(f)的数值求积公式I H (x)，并分析该公式的截断误差和代数精度．（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：1)由条件H(a)=f(a)，H"(a)=f"(a)，H(b)=f(b)，H"(b)=f"(b)，作差商表：所以2)根据题意，有I(f)≈∫ a b H(x)dx，下面求代数精度．由插值余项知，当f(x)=1，x，x 2，x 3时，插值余项为零，I H (f)精确求积；当f(x)=x 4时此时b 5系数为I H) 解析：13.给定常微分方程初值问题n，并记h=(b—a)／n，x i=a+ih，0≤i≤n．试确定参数A，B，C，使求解公式y i+1 =Ay i +(1-A)y i-1 +h[Bf(x i+1，y i+1 )+Cf(x i，y i )]的局部截断误差R i+1的阶数达到最高，指出所达剑的最高阶数并给出局部截断误差表达式．（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：局部截断误差为R i+1=y(x i+1)-Ay(x i)-(1-A)y(x i-1)-h[By"(x i+1)+Cy"(x i)]=y(xi )+hy"(x 1 )+ y"(x i )+ y""(x i y (4) (xi )+O(h5)解析：14.给定如下抛物方程初边值问题：取步长用古典隐格式计算u(x，t)（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：求解该问题的古典隐格式为记则差分格式可写为(1+2r)u i k-r(u i+1k +ui-1k )=uik-1 +τ(3—3xi )，用方程组表示为k=1．2．因为所以，当k=1时，方程为或解得u 11 =0．7870，u 2<) 解析：。
中山大学考研数学分析2011年真题及答案
中山大学2011年数学分析真题题目一、（每小题6分，共48分） （1） 求极限limx→0√1−x 2−1xtanx； （2） 计算积分∫sinxcosx 1+sin 4xdx π20；（3） 已知∑(−1)na n ∞n=1=A ，∑a 2n−1=B ∞n=1，求级数∑a n ∞n=1的和；（4） 计算∬(2x +43y +z)dS S，其中S 为平面x 2+y 3+z4=1在第一卦限部分； （5）计算∫√x 2+y 2dx +y (xy +ln(x +√x 2+y 2))dy L ，其中L 为曲线y =sinx(0≤x ≤π)按x 增大方向； （6） 判断级数∑n √n−lnn∞是绝对收敛，条件收敛还是发散？（7） 设{x =t 3−3t y =t 2+2t，求二阶导数d 2y dx 2； （8）求数列极限lim n→∞12·34····2n−12n。
二、设f (x,y )=√|xy |，求偏导数ðf ðx ,ðf ðy，指出它们的定义域及连续性，并讨论f (x,y )在点(0,0)处的可微性。
三、设f (x )满足 （1） −∞<a ≤f (x )≤b <+∞（2）|f (x )−f (y )|≤L |x −y |，0<L <1；x,yϵ[a,b]任取x 1ϵ[a,b]，做序列x n+1=12(x n +f (x n ))，n =1,2,…。
求证{x n }收敛，且其极限ξϵ[a,b]满足：f (ξ)=ξ。
四、设正项数列{x n }单调递增，且lim n→∞x n =+∞，证明∑(1−x n x n+1)∞n=1发散。
五、已知P 是∠AOB 内固定点，∠AOP =α,∠BOP =β，线段长度OP̅̅̅̅=L ，过P 的直线交射线OA 和OB 与点X 与Y ，求线段长度乘积PX̅̅̅̅·PY ̅̅̅̅的最小值，说明取最值时X ，Y 的位置。
数值分析课程考试试卷(A)及答案
《 数值分析 》课程考试试卷（A ）考试形式：闭卷√□、开卷□，允许带 计算器 入场考生姓名： 学号： 专业： 班级：一、填空（每个空3分，共30分）1，设 *3.1415, 3.141x x ==，则*x 有__________位有效数字。
2，*3587.6x =是经四舍五入得到的近似值，则其相对误差≤*r e ___________. 3，已知=⎪⎭⎫⎝⎛-=1,4032A A 则_______， =∞A _______.4，设0)(≥''x f , 则由梯形公式计算的近似值T 和定积分⎰=badx x f I )(的值的大小关系为___________.（大于或者小于）5, 已知,3,2,1,03210====x x x x 4,5.2,1.1,03210====f f f f ，则均差],,,[3210x x x x f _______________.6, 已知A=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛2021012a a ，为使A 可分解为TLL A =，其中L 为对角线元素为正的下三角形矩阵，则a 的取值范围为_______________，如果a =1，则L =______________.7，若b a ,满足的正规方程组为：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+=+∑∑∑∑∑=====n i n i ni i i i i n i ni i i y x b x a x y b x na 1112111 则x y 与之间的关系式为______________________8，若1λ是1-A 的按模最大的特征值，则A 的按模最小的特征值为___________二、设(1)0,(0)2,(1)4f f f -===，求 )(x p 使 )()(i i x f x p =,)2,1,0(=i ；又设 M x f ≤''')( ，则估计余项 )()()(x p x f x r -= 的大小 。