工程中的数值分析
数值分析在工程仿真与计算中应用
数值分析在工程仿真与计算中应用数值分析是一种重要的数学方法，在工程仿真和计算中具有广泛的应用。
它通过数值计算和模拟来解决实际工程问题，大大提高了工程设计和优化的效率。
本文将探讨数值分析在工程仿真与计算中的应用，并深入分析其优势和挑战。
一、数值分析在工程仿真中的应用1. 有限元分析有限元分析是一种常用的数值分析方法，它将连续系统离散化为有限个元素，通过求解矩阵方程组得到工程结构的应力、位移等信息。
有限元分析广泛应用于结构力学、流体力学、传热学等领域，能够对结构的强度、稳定性以及流体的流动行为进行准确的预测。
2. 计算流体力学计算流体力学是利用数值方法模拟流体流动和传热过程的一种技术。
它可以通过数值计算求解流体的速度、压力分布以及物质传输等参数。
计算流体力学广泛应用于航空航天、汽车工程、风力发电等领域，可以帮助工程师更好地理解流体流动行为，提高设备的性能。
3. 优化设计数值分析可以结合优化算法，进行工程设计的优化。
通过建立数学模型和运用数值计算方法，可以寻找最优设计方案。
优化设计在制造业、交通运输等领域有着重要的应用，可以显著提高产品的性能和效率。
二、数值分析在工程计算中的应用1. 方程求解数值分析可以有效地求解复杂的方程组，并得到数值近似解。
这对于工程中的参数计算和模型求解具有重要意义。
例如，在电力系统分析中，需要求解大规模的非线性方程组，数值分析可以快速准确地求解出电力系统的各个节点电压和电流。
2. 数据插值与拟合在工程计算中，往往需要通过有限的测量数据得到连续函数的近似值。
数值分析提供了多种数据插值和函数拟合的算法，可以根据已知数据点，推导出全局的连续函数。
这对于工程计算和信号处理非常重要。
三、数值分析的优势与挑战数值分析在工程仿真与计算中的应用具有以下优势：1. 精度高：数值分析能够基于数学模型对问题进行准确建模，得到较高精度的近似解。
2. 效率高：数值分析可以利用计算机进行大规模计算，大大提高了计算效率和速度。
数值分析在工程设计中有哪些重要用途
数值分析在工程设计中有哪些重要用途在当今的工程设计领域，数值分析已经成为了不可或缺的重要工具。
它为工程师们提供了精确、高效且可靠的方法来解决各种复杂的问题，从而推动了工程设计的不断创新和发展。
首先，数值分析在结构工程设计中发挥着关键作用。
当设计建筑物、桥梁、塔架等大型结构时，需要确保其在各种荷载条件下的安全性和稳定性。
通过数值分析方法，如有限元分析（FEA），可以模拟结构在不同载荷（如风载、地震荷载、自重等）作用下的应力、应变和位移分布。
工程师能够据此评估结构的强度和刚度是否满足设计要求，并对结构进行优化，以减少材料的使用量同时保证结构的性能。
例如，在设计一座桥梁时，利用数值分析可以精确地预测桥梁在车辆通行和自然灾害情况下的受力情况，从而确定合适的桥梁截面形状和材料配置，避免出现过度设计或设计不足的情况。
在流体力学领域，数值分析同样具有重要意义。
对于航空航天工程中的飞行器外形设计、汽车工程中的空气动力学性能优化以及水利工程中的水流和波浪模拟等，数值分析都能够提供有价值的信息。
计算流体动力学（CFD）是一种常见的数值分析方法，它可以模拟流体的流动状态、压力分布和速度场等。
工程师们借助 CFD 可以优化飞行器的外形以减少阻力、提高升力，或者设计更高效的水轮机叶片以提高水能利用效率。
比如在设计新型飞机机翼时，通过数值模拟可以分析不同翼型在不同飞行速度和姿态下的空气动力学性能，从而找到最优的设计方案。
在热传递问题的研究中，数值分析也展现出了巨大的优势。
在电子设备的散热设计、能源系统中的热交换器设计以及工业炉的温度控制等方面，准确了解热量的传递和分布至关重要。
通过数值分析方法，如有限差分法和有限体积法，可以模拟热传导、对流和辐射等传热过程。
这有助于工程师优化散热结构，选择合适的冷却介质，确保设备在正常工作温度范围内运行，延长其使用寿命并提高可靠性。
以电脑芯片的散热设计为例，数值分析可以帮助确定最佳的散热器形状和风扇布局，以有效地将芯片产生的热量散发出去。
数值分析在工程计算中的应用
数值分析在工程计算中的应用数值分析是一种重要的数学方法和技术，广泛应用于工程、科学和社会等领域。
在工程计算中，数值分析可以帮助工程师和科学家准确地预测和计算相关参数，优化设计和有效地解决问题。
本文将介绍数值分析在工程计算中的应用和相关实例。
一、有限元分析有限元分析是一种数值分析方法，在工程和科学领域中应用非常广泛。
它通过将复杂的结构分解成更简单的部分进行计算，从而使得复杂的问题可以得到解决。
有限元分析可以用于材料力学、流体力学、热力学、声学、电磁学等方面。
例如，在机械工程中，有限元分析可以帮助工程师分析机械结构的应力和变形情况，了解其强度和稳定性。
在建筑工程中，有限元分析可以帮助工程师设计和分析建筑物结构，优化结构设计，保证建筑物的安全和耐久性。
二、微积分在电路设计中的应用微积分是一种基础性的数学工具，但在工程计算中却有着广泛的应用。
在电路设计中，微积分可以帮助工程师分析电路的性能和特性，优化电路设计和电子元器件的选择。
例如，在电路设计中，微积分可以用于分析电路中的电压、电流和电阻等参数。
通过微积分的方法，可以准确计算电路中的各个参数，从而设计出更加稳定和高效的电路。
三、差分方程在经济学中的应用差分方程是一种计算方法，可以用于描述离散序列的演化规律。
在经济学中，差分方程可以用于分析经济指标的变化趋势和预测未来的发展趋势。
例如，在宏观经济学中，差分方程可以用于分析经济增长的过程和趋势。
通过对差分方程的求解，可以预测经济增长的速度和趋势，并制定相应的经济政策。
四、数值逼近在数据处理中的应用数值逼近是一种数学方法，可以通过一系列计算来近似一个函数或者数据的曲线形态。
在数据处理中，数值逼近可以用于对大量数据进行处理和分析，提取其中的有用信息。
例如，在医学领域中，数值逼近可以用于对大量病例数据进行分析，并提取其中有用的医学指标。
通过数值逼近的方法，医生和医疗研究人员可以更加准确地分析病情和制定治疗方案。
综上所述，数值分析在工程计算中具有广泛的应用，可以帮助工程师和科学家准确地预测和计算相关参数，优化设计和有效地解决问题。
数值分析在工程仿真与计算中应用
数值分析在工程仿真与计算中应用数值分析是一门研究利用计算机对数学问题进行近似或精确求解的学科，它在工程仿真与计算中扮演着至关重要的角色。
工程仿真与计算是一种通过数值模拟来分析工程问题的方法，能够帮助工程师们更好地了解和解决各种工程难题。
在这篇文章中，我们将探讨数值分析在工程仿真与计算中的应用，并讨论其重要性以及对工程领域的影响。
首先，数值分析在工程仿真中的应用包括但不限于有限元分析、有限差分法、有限体积法等。
这些方法通过将连续的问题离散化，将其转化为一系列的代数方程，然后通过数值计算的方式求解这些方程，从而得到问题的近似解。
在工程领域，有限元分析是最常用的数值分析方法之一，它能够对结构力学、热力学、流体力学等领域的问题进行精确求解，并得出工程实践中的可行结果。
其次，数值分析还能够帮助工程师们在设计阶段提前发现并解决潜在的问题。
通过对工程模型进行仿真计算，可以更直观地观察到不同参数对系统的影响，从而进行方案的优化和调整。
比如在建筑结构设计中，可以通过有限元分析模拟地震荷载下的结构响应，评估结构的安全性及抗震性能，从而指导设计师进行合理的结构设计。
此外，数值分析在工程计算中的应用还可以提高计算效率和精度。
传统的手工计算方法在解决复杂的工程问题时常常需要耗费大量的时间和人力，而数值分析方法可以通过计算机的高速运算能力，快速准确地得到结果。
工程师们可以通过调整模型参数和网格密度，不断改进仿真模型，使计算结果更加接近真实情况，为工程决策提供更可靠的依据。
总的来说，数值分析在工程仿真与计算中的应用不仅能够帮助工程师们更好地理解和解决工程问题，提高工程设计的精确度和效率，而且对工程领域的发展和进步起到了积极的推动作用。
随着计算机技术的不断发展和进步，数值分析方法将会变得更加普遍和重要，为工程领域的发展注入新的活力和动力。
希望未来工程界能够更加重视数值分析在工程仿真与计算中的应用，推动工程技术的不断创新和提高。
数值计算方法及其在工程中的应用
数值计算方法及其在工程中的应用数值计算是以计算机为工具，通过数值分析、计算和模拟等手段，对实际问题进行数值模拟和解析的一种方法。
它在科学计算、工程技术和经济管理等领域都有广泛的应用。
本文将从数值计算方法的基本原理、常见方法及其在工程中的应用等方面进行探讨。
一、数值计算方法的基本原理1.数学模型数学模型是研究问题的基础。
它在数值计算中的作用，就相当于实验中的试验模型。
数学模型的形式很多，例如微分方程、积分方程、概率模型等等。
这些模型中的各个参量和变量都需要通过实际测量或计算得到。
2.离散化在数值计算过程中，数学模型需要离散化，将其转化为有限个变量的函数。
这样才能实现数值计算的可行性。
离散化一般是将问题分成若干个小部分，每个小部分单独处理，并用数值计算方法连接起来。
3.差分格式差分格式是数值计算的核心内容之一。
它是一种将微分方程转化为差分方程的方法。
在差分格式中，一般使用有限差分法，通过对问题进行离散，用有限差分法求得差分方程的解，然后通过插值等一系列方法将其还原为原问题的解。
4.误差分析误差分析是数值计算过程中必不可少的一部分。
由于数值计算不能完全精确，因此需要对数值结果的误差进行分析。
误差分为截断误差、舍入误差、稳定性误差等等。
误差分析不仅能够评估计算精确度，还能够指导计算过程的优化。
二、数值计算方法的常见方法1. 数值积分数值积分是数值计算的基本内容之一。
它的主要目的是从一定的数据集中寻找积分值。
数值积分算法常见的有梯形公式、辛普森公式、高斯公式等。
数值积分广泛应用于工程领域，特别是在机械工程、电力工程和天文学上，能够帮助工程师更好地处理与积分有关的问题。
2. 数值微分数值微分是利用离散化的方法，对微分算子逼近的一种方法。
数值微分算法常见的有欧拉法、龙格 -库塔法等。
数值微分主要在数值模拟和优化处理方面发挥作用，例如在工程领域应用中，可以帮助工程师根据实际数据得出微分值，以评估机器设备的效果。
数值分析解决实际问题
数值分析解决实际问题数值分析是一门研究利用计算机对数学问题进行数值计算的学科，它通过数值方法来解决实际问题，广泛应用于工程、科学、经济等领域。
数值分析的方法和技术在解决实际问题中发挥着重要作用，为我们提供了一种有效的数学工具，能够帮助我们更好地理解和解决复杂的现实世界中的问题。
本文将介绍数值分析在解决实际问题中的应用，并探讨其在不同领域中的重要性和作用。
一、数值分析在工程领域中的应用在工程领域中，数值分析被广泛应用于结构分析、流体力学、热传导等问题的求解。
例如，在建筑工程中，工程师可以利用有限元分析方法对建筑结构进行强度和稳定性分析，以确保建筑结构的安全可靠。
在航空航天工程中，数值模拟可以帮助工程师优化飞机的气动设计，提高飞行性能和燃油效率。
此外，数值分析还可以应用于电力系统的稳定性分析、交通运输系统的优化设计等方面，为工程领域的发展提供重要支持。
二、数值分析在科学研究中的应用在科学研究领域，数值分析被广泛应用于物理学、化学、生物学等学科的研究中。
例如，在天文学中，科学家可以利用数值模拟方法对宇宙中的星系演化、黑洞运动等现象进行模拟和研究，从而揭示宇宙的奥秘。
在生物医学领域，数值分析可以帮助研究人员模拟人体器官的生理过程，优化医疗设备的设计，提高医疗诊断和治疗的效率。
数值分析在科学研究中的应用不仅可以加深对自然规律的理解，还可以推动科学技术的发展和创新。
三、数值分析在经济领域中的应用在经济领域中，数值分析被广泛应用于金融风险管理、市场预测、经济政策评估等方面。
例如，在金融领域，数值模拟可以帮助投资者评估投资组合的风险和回报，制定有效的投资策略。
在市场预测方面，数值分析可以帮助经济学家预测市场走势，指导投资决策。
此外，数值分析还可以应用于经济政策的评估和优化，为政府部门提供决策支持，促进经济的稳定和可持续发展。
综上所述，数值分析在解决实际问题中发挥着重要作用，为工程、科学、经济等领域提供了强大的数学工具和技术支持。
工程中的数值分析
《工程中的数值分析》开放性考试题目：工程中的数值分析分院：建筑与土木工程系班级：14土木工程本一姓名：陈凯学号：14219114125完成日期：2016年12月14日温州大学瓯江学院教务部二○一二年十一月制1.1 二分法的和算法及Excel实现原理:设函数f(x)在[a,b]上连续,且f(a)·f(b)<0由闭区间上连续函数的性质及定理2-1可知,方程(2.2)在区间(a,b)内至少有一个实根.二分法的基本思想是:逐步二分区间[a,b],通过判断两端点函数值的符号,进一步缩小有根区间,将有根区间的长度缩小到充分小,从而求出满足精度要求的根的近似值.算法:给定精确度ξ,用二分法求函数f(x)零点近似值的步骤如下:确定区间[a,b],验证f(a)·f(b)<0,给定精确度.求区间(a,b)的中点c.计算f(c).(1)若f(c)=0,则c就是函数的零点;(2)若f(a)·f(c)<0,则令b=c;(3)若f(c)·f(b)<0,则令a=c.(4)判断是否达到精确度ε:即若|a-b|<,则得到零点近似值a(或b),否则重复2-4.Excel实现:单元格内分别输入区间[a,b]的左右端点值,中点值=(a+b)/2,依次计算出各点代入公式的f(x)值,用IF函数比较单元格内输入“=IF(f(中点值)<0”,中点值,a)如果f(中点值)＜0,则下个左端点取原来的中点值(a+b)/2.同理“=IF(f(中点值)<0,b,中点值)”下个右端点取原来的右点值b.如此循环往下,直至某个中点值代入f(x)得到的解满足题目要求的近似解或者零点即f(c)=0则该值则为零点。
1.2不动点迭代法的原理和算法及Excel实现，并分析不同迭代格式的收敛性原理:将线性方程f(x)=0化为一个同解方程x=φ(x),并且假设φ(x)为连续函数,任取初值x0,代入方程得到x1=φ(x),x2=φ(x1) (x)k+1=φ(xk),k=0,1,2,····称为求解非线性方程组的简单迭代法,称φ(x)为迭代函数,xk称为第k步迭代值.若{xk}收敛,则称迭代法收敛,否则称迭代法发散.算法：（1）确定初值在B2和D2分别输入左端点a和右端点b在A5中输入公式：=B2，A6输入：=A5+(D$2-B$2)/10，并往下复制下去在B5输入f(x)方程并代入求值，并往下复制下去做散点图，找到图接近x轴的f值，作为迭代的初始值。
高中数学数值分析在工程中的应用案例
高中数学数值分析在工程中的应用案例在当今的工程领域，数学作为一门基础学科，发挥着至关重要的作用。
其中，高中数学中的数值分析方法更是在解决工程实际问题中展现出了强大的威力。
数值分析是研究如何用计算机求解数学问题的数值近似解的方法和理论，它为工程设计、优化和控制提供了有效的工具。
在机械工程中，数值分析常用于结构力学分析。
例如，在设计桥梁、建筑物等大型结构时，需要考虑其在各种载荷作用下的应力、应变和位移情况。
通过有限元方法（FEM），可以将复杂的结构离散化为有限个单元，并建立相应的数学模型。
高中数学中的线性代数知识，如矩阵运算，在此过程中发挥了关键作用。
工程师们需要求解大型的线性方程组，以确定结构内部的受力分布。
以一座简单的钢梁桥为例。
为了确定桥梁在车辆载荷作用下的变形情况，首先需要将桥梁的结构进行离散化，将其划分为一系列的小单元。
每个单元的力学特性可以用线性方程来描述，然后将所有单元的方程组合起来，就形成了一个庞大的线性方程组。
通过使用高斯消元法或矩阵分解等数值方法，可以求解这个方程组，得到桥梁各个节点的位移和应力值。
这些数值结果能够帮助工程师评估桥梁的安全性和稳定性，从而进行合理的设计优化。
在电气工程中，数值分析在电路分析和电磁场计算方面有着广泛的应用。
在分析复杂电路时，基尔霍夫定律是基础，但对于大型电路网络，直接求解方程往往非常困难。
这时，数值分析方法如节点分析法和回路分析法就派上了用场。
例如，在设计一个集成电路板时，需要考虑众多电子元件之间的连接和相互作用。
通过将电路中的节点电压或回路电流作为未知数，建立相应的方程组，然后运用数值方法求解，可以得到各部分的电压和电流分布。
这有助于确定电路的性能，如功率损耗、信号传输特性等，从而优化电路设计，提高其可靠性和效率。
在电磁场计算中，麦克斯韦方程组是描述电磁现象的基本方程。
然而，对于实际的电磁设备，如变压器、电动机等，其边界条件和几何形状往往非常复杂，难以得到解析解。
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《工程中的数值分析》开放性考试题目：工程中的数值分析分院：建筑与土木工程系班级：14土木工程本一*名：**学号：14219114125完成日期：2016年12月14日温州大学瓯江学院教务部二○一二年十一月制1.1 二分法的和算法及Excel实现原理:设函数f(x)在[a,b]上连续,且f(a)·f(b)<0由闭区间上连续函数的性质及定理2-1可知,方程(2.2)在区间(a,b)内至少有一个实根.二分法的基本思想是:逐步二分区间[a,b],通过判断两端点函数值的符号,进一步缩小有根区间,将有根区间的长度缩小到充分小,从而求出满足精度要求的根的近似值.算法:给定精确度ξ,用二分法求函数f(x)零点近似值的步骤如下:确定区间[a,b],验证f(a)·f(b)<0,给定精确度.求区间(a,b)的中点c.计算f(c).(1)若f(c)=0,则c就是函数的零点;(2)若f(a)·f(c)<0,则令b=c;(3)若f(c)·f(b)<0,则令a=c.(4)判断是否达到精确度ε:即若|a-b|<,则得到零点近似值a(或b),否则重复2-4.Excel实现:单元格内分别输入区间[a,b]的左右端点值,中点值=(a+b)/2,依次计算出各点代入公式的f(x)值,用IF函数比较单元格内输入“=IF(f(中点值)<0”,中点值,a)如果f(中点值)＜0,则下个左端点取原来的中点值(a+b)/2.同理“=IF(f(中点值)<0,b,中点值)”下个右端点取原来的右点值b.如此循环往下,直至某个中点值代入f(x)得到的解满足题目要求的近似解或者零点即f(c)=0则该值则为零点。
1.2不动点迭代法的原理和算法及Excel实现，并分析不同迭代格式的收敛性原理:将线性方程f(x)=0化为一个同解方程x=φ(x),并且假设φ(x)为连续函数,任取初值x0,代入方程得到x1=φ(x),x2=φ(x1) (x)k+1=φ(xk),k=0,1,2,····称为求解非线性方程组的简单迭代法,称φ(x)为迭代函数,xk称为第k步迭代值.若{xk}收敛,则称迭代法收敛,否则称迭代法发散.算法：（1）确定初值在B2和D2分别输入左端点a和右端点b在A5中输入公式：=B2，A6输入：=A5+(D$2-B$2)/10，并往下复制下去在B5输入f(x)方程并代入求值，并往下复制下去做散点图，找到图接近x轴的f值，作为迭代的初始值。
（2）方程化为等价方程，并定义迭代格式（3）迭代输入初值x，输入迭代格式，并往下复制下去（4）在输入f 的计算公式，往下复制下去，通过观察数值是否收敛，若收敛，则取收敛到后面的数值；若发散，则更改定义迭代格式，再重新重复以上步骤进行计算。
Excel 实现: x 3-x+1区间端点a= -1 b= 0 x f(x) -1 -1 -0.9 -0.629 -0.8 -0.312 -0.7 -0.043 -0.6 0.184 -0.5 0.375 -0.4 0.536 -0.3 0.673 -0.2 0.792 -0.1 0.899 迭代式:x k+1=(x k -1)^1/3 11 -0.4999938 1.374998448 12 -0.4999979 1.374999483 13 -0.4999993 1.374999828 14 -0.4999998 1.374999943 15 -0.4999999 1.374999981 16 -0.5000000 1.374999994 17 -0.5000000 1.374999998 18 -0.5000000 1.374999999 19 -0.5000000 1.375 20 -0.5000000 1.375 21 -0.5000000 1.375 f(x19)=1.375不同迭代格式的收敛性：假定迭代函数[]满足下列两项条件：，）（b a C x 1∈ϕ(1)对任意[]()，有，b x a b a x ≤≤∈ϕϕ(2)存在正数L<1，使对任意[]，有，1)(b a x ,<≤∈L x ϕ则迭代过程）（k 1k x x ϕ=+对于任意初值[]()。
的根均收敛于方程，αϕx x b a x 0=∈ (3)若方程有根α，[]δαδαδααϕαϕ+-∈><，，只要）内连续，则存在（的某领域在，且）（，，0x 0U 1）收敛（就有迭代法k 1k x x ϕ=+。
1.3 Newton 迭代法的原理和算法及Excel 实现。
原理：Newton 迭代法的基本思想是“以直代曲”，将f （x ）=0在每一步近似为线性方程来求解，具体方法如下： 将f （x ）在x k 作Taylor 一阶展开f(x)=f(x k )+f ’(x k )(x-x k )+1/2!f ’’(§)(x-x k )2,§介于x 和x k 之间. 略去上式中的二次项，得到线性方程，解出x ，作为新的近似根x k+1： x k+1=x k -f(x k )/f ’(x k ),k=0,1,2,3······称为Newton 迭代法算法:先假定方程的有根区间为[a,b]，计算[a,b]区间内各个点（整数点）的函数值，当函数值出现f （a 0）<0,f （b 0）>0时，[a 0,b 0]即为方程的有根区间。
将有根区间的长度若干等分，求出对应的点的函数值。
将此数据绘图，并根据所绘的图求得初始值。
求得方程f （x ）的一次求导公式f ´（x ），得到迭代公式x k+1=x k -f （x k ）/f ´（x k ），将初始值代入迭代公式中计算出下一项的x 值，并计算对应的函数值，新的x 值代入迭代公式中继续计算出下一项的x 值，重复步骤，直到x 的值相同不再变化，此x 值即为方程的近似解。
Excel 实现:迭代法求方程x^3-x-1 确定初值在B2和D2分别输入左端点a 和右端点b在A5中输入公式：=B2，A6输入：=A5+(D$2-B$2)/10，并往下复制下去 在B5输入f(x)方程并代入求值，并往下复制下去做散点图，找到图接近x 轴的f 值，作为迭代的初始值。
方程化为等价方程，并定义迭代公式为x-(x^3-x-1)/3x^2-1上图知迭代初值1.4区间端点a= 1 b= 2作图数据区x f(x)1 -11.1 -0.7691.2 -0.4721.3 -0.1031.4 0.3441.5 0.8751.6 1.4961.72.2131.8 3.0321.9 3.9592 5迭代公式为x-(x^3-x-1)/3x^2-1不动点迭代k xk f(xk)0 1.4 0.3441 1.329508197 0.0205199162 1.324739202 9.06038E-053 1.324717958 1.79368E-094 1.324717957 05 1.324717957 0F(x4)=0,方程解为1.3247179572.1 线性方程组的数值求解的原理和算法及Excel实现。
Gauss消去法原理:设有线性方程组，将其增广矩阵（A丨b）通过初等行变化为（A(n)丨b（n）），A(n)为上三角阵，在经过回代解除与原方程组同解的三角形方程组A(n)x=b(n)的解，得到方程组的解。
算法：把方程组化为上三角形方程组，做消元的步骤，再做回带的步骤，解上三角形方程组A(n)x=b(n)。
Excel实现：x 1+x2-4x4=1-x1+4x2+x3+3x4=-2x 1+3x2+5x3-4x4=-42x2+2x3-3x4=-2A b1 2 0 -4 1-1 4 1 3 -21 3 5 -4 -40 2 2 -3 -21 2 0 -4 1-1 6 1 -1 -11 1 5 0 -50 2 2 -3 -21 2 0 -4 16 1 -1 -10.166666667 4.833333333 0.166666667 -4.8333333330.333333333 0.333333333 -3 -0.3333333331 2 0 -4 1 16 1 -1 -1 04.833333333 1 -4.833333333 -10.068965517 -3.011494253 0 0三角分解法原理：将系数矩阵A 分解为两个三角形矩阵的乘积A=LU ，进而将原方程组的求解转化为两个三角形方程组的求解。
若有三角阵LU,使A=LU,则方程组Ax=b 与方程组LUx=b 等价，而后者等价于两个三角形线性方程组：Ly=b ，Ux=y 。
算法：将线性方程组的系数矩阵A 分解为三角形方程组的乘积LU ，称为矩阵A 的LU 分解；再将线性方程组的求解转换为三角形方程组的求解。
A 稠密-----LU 分解法 A 对称-----LDL 分解法 A 正定-----LL 分解法 A 三对角线------追赶法 Excel 实现:新建Excel 表格,依次按顺序输入矩阵数据一句矩阵与逆矩阵相乘为单位矩阵原理,依次从A-D 列数据从下至上依照公式计算逆矩阵数据上三角形矩阵求逆U4 2 3 2 1 0 3 1 14U -1 0.25 -0.5 -0.75 0.4375 1 0 -0.75 1 -0.250.253.1 Lagrange 插值的原理和算法及Excel 实现；原理:将待求的n 次多项式插值函数pn(x ）改写成另一种表示方式，再利用插值条件⑴确定其中的待定函数，从而求出插值多项式。
n=1时，设()i x f =i y 10i ，，=.作直线方程：()()[]()[]011001000101001001010)(1)(1)(y x x y x x y x x x x y x x y x x y x x x x x x y y y -+--=---+--=---+=令()101001011x y x x x x y x x x x L --+--=，称1L 为两点式插值或线性插值. 2n =时，设().2,1,0,y ==i x f i i 令： ()()()()()()()()()()()()(),x 2120210121012002010212y x x x x x x x x y x x x x x x x x y x x x x x x x x L ----+----+----=称2L 为三点式插值或抛物插值.算法:先建立一个Excle 数据表:插值节点xi A B C D yi E F G H插值点与函数计算值x L 0 L 1 L 2 L 3 L 3(x) a 在单元格中输入插值点a求基函数L 0=(a-B)*(a-C)*(a-E)/(E-F)/(E-G)/(E-H) L 1=(a-A)*(a-C)*(a-D)/(F-E)/(F-G)/(F-H) 以此类推求至L 3,再求出L 3(x).再输入最后一个基函数L 3(x)的计算公式：=SUMPRODUCT 公式得到f （x ）的近似值Excel 实现:插值节点xi 1 2 3 4 yi 18 20 15 17插值点与函数计算值x L0 L1 L2 L3 L3(x) 2.5 -0.0625 0.5625 0.5625 -0.0625 17.5作图数据区点数: 100 x L0 L1 L2 L3 L3(x) 1 1 0 0 0 18 1.03 0.9458955 0.0877635 -0.0432135 0.0095545 18.2956131.06 0.893564 0.171108 -0.082908 0.018236 18.572704 1.09 0.8429785 0.2501145 -0.1191645 0.0260715 18.831651 1.12 0.794112 0.324864 -0.152064 0.033088 19.072832 1.15 0.7469375 0.3954375 -0.1816875 0.0393125 19.296625 1.18 0.701428 0.461916 -0.208116 0.044772 19.5034083.2 Newton 插值的原理和算法及Excel 实现。