2006级数值分析试卷A及参考答案

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中南林业科技大学课程考试卷

课程名称:数值分析 编号:A 考试时间:120分钟

一、单项选择题(每小题4分,共20分)

1. 用3.1415作为π的近似值时具有( B )位有效数字。

(A) 3 (B) 4 (C) 5 (D) 6

2. 下列条件中,不是分段线性插值函数 P(x)必须满足的条件为( )。

(A) P(x) 在各节点处可导 (B) P(x) 在 [a ,b] 上连续 (C) P(x) 在各子区间上是线性函数 (D) P(x k )=y k ,(k=0,1, … ,n)

3. n 阶差商递推定义为:0

1102110]

,,[],,[],,[x x x x x f x x x f x x x f n n n n --=- ,设

差商表如下:

那么差商f [1,3,4]=( )。

A. (15-0)/(4-1)=5

B. (13-1)/(4-3)=12

C. 4

D. -5/4

4. 分别改写方程042=-+x x 为42+-=x

x 和2ln /)4ln(x x -=的形式,对

两者相应迭代公式求所给方程在[1,2]内的实根,下列描述正确的是:( )

(A) 前者收敛,后者发散 (B) 前者发散,后者收敛 (C) 两者均收敛发散 (D) 两者均发散

5. 区间[a ,b]上的三次样条插值函数是( )。

A. 在[a ,b]上2阶可导,节点的函数值已知,子区间上为3次的多项式

B. 在区间[a ,b]上连续的函数

C. 在区间[a ,b]上每点可微的函数

D. 在每个子区间上可微的多项式

二、填空题(每小题4分,共20分)

1. 欧拉法的局部截断误差的阶为 ;改进欧拉法的局部截断误差的阶为 ;

2. 求解非线性方程01=-x xe 的牛顿迭代公式是 ;

3. 已知数据对),(k k y x (k =1,2,…,n),用直线y =a +bx 拟合这n 个点,则参数a 、b 满足的法方程组是 ;

4. 设⎥⎥⎥⎦

⎢⎢⎢⎣⎡=20302a a a a A 给出使追赶法数值稳定地求解方程组3

,R b b Ax ∈=的a 的取值范围(最大取值区间)是 ; 5. 求积公式)4

3

(32)21(31)41(32)(1

0f f f dx x f +-≈

⎰具有 次代数精度。 三、(15分)利用100,121,144的平方根,试用二次拉格朗日插值多项式求115

的近似值。要求保留4位有效数字,并写出其拉格朗日插值多项式。

四、(15分)已知:已知有数据表如下,用n=8的复合梯形公式

()]()(2)([211

b f x f a f h

T n k k n ++=∑-=),计算积分⎰=10dx e I x ,并估计误差

(),(),("12

)(2

b a f h a b f R n ∈--

=ηη)。

五、(15分)已知方程组⎪⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛121212212321x x x a a a (1)写出解此方程组的雅可比法迭代公式; (2)证明当4>a 时,雅可比迭代法收敛;

(3)取5=a ,T

X )10

1,51,101(

)0(=,求出)2(X 。

六、(15分)用改进的欧拉公式求解以下初值问题(取步长为0.1,只要求给出x=0.1至0.5处的y 值,保留小数点后四位)。

⎪⎩

⎪⎨

=<<-=1)0()

10(2'y x y x y y 提示:改进的欧拉公式为

),(1n n n n y x hf y y +=+

)]

,(),([2

111+++++=n n n n n n y x f y x f h

y

y

数值分析试题参考答案A 卷

一、单项选择题(每小题3分,共15分)

1. D

2. A

3. A

4. B

5. A 二、填空题(每小题3分,共15分)

1、答案:1 ,2

2、答案:k

x k k k x e x x x k

+--

=-+11

3、答案:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧

=+=+∑∑∑∑∑=====n k n k n

k k

k k k n k n

k k

k y x b x a x y b x na 1

11211

)()()( 4、答案: 2

3

0≤

三、解 利用抛物插值,这里x0=100,y0=10,x1=121,y1=11,x2=144,y2=12,

令x=115代入抛物插值多项式求得115近似值为10.7228 四、解

720519

.1)]1()(2)0([161

7

1

8=++=∑=f x f f T k k 71828.1)]1())75.0()5.0()25.0((2))875.0()625.0()375.0()125.0((4)0([24

1

4=+++⨯

++++⨯+=

f f f f f f f f f S 750035942968.0)81

(121|)("12||)(|1228=≤--

=e f h a b f R η 54

)4(44107272.4)41(28801|)(2880||)(|-⨯=≤--=e f h a b f R η

五、解 (1)对3,2,1=i ,从第i 个方程解出i x ,得雅可比法迭代公式为:

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