数值分析判断题及答案

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2020年智慧树知道网课《数值分析》课后章节测试满分答案

2020年智慧树知道网课《数值分析》课后章节测试满分答案

第一章测试1【单选题】(20分)在数值计算中因四舍五入产生的误差称为()A.方法误差B.舍入误差C.模型误差D.观测误差2【多选题】(20分)当今科学活动的三大方法为()。

A.理论B.科学计算C.实验D.数学建模3【判断题】(20分)计算过程中如果不注意误差分析,可能引起计算严重失真。

A.对B.错4【判断题】(20分)算法设计时应注意算法的稳定性分析。

A.错B.对5【判断题】(20分)在进行数值计算时,每一步计算所产生的误差都是可以准确追踪的。

A.对B.错第二章测试•第1部分•总题数:71【单选题】(14分)A.B.C.D.2【单选题】(14分)某函数过(0,1),(1,2)两点,则其关于这两点的一阶差商为A.B.2C.3D.13【单选题】(14分)A.B.C.D.4【单选题】(14分)下列说法不正确的是A.分段线性插值的几何图形就是将插值点用折线段依次连接起来B.分段线性插值的导数一般不连续C.高次多项式插值不具有病态性质D.分段线性插值逼近效果依赖于小区间的长度5【多选题】(20分)下列关于分段线性插值函数的说法,正确的是A.对于光滑性不好的函数优先用分段线性插值B.一次函数的分段线性插值函数是该一次函数本身C.二次函数的分段线性插值函数是该二次函数本身。

数值分析试题与答案

数值分析试题与答案

一、单项选择题(每小题3分,共15分)1. 和分别作为π(de)近似数具有( )和( )位有效数字. A .4和3 B .3和2 C .3和4 D .4和42. 已知求积公式()()211211()(2)636f x dx f Af f ≈++⎰,则A =( )A . 16B .13C .12D .233. 通过点()()0011,,,x y x y (de)拉格朗日插值基函数()()01,l x l x 满足( )A .()00l x =0,()110l x =B .()00l x =0,()111l x =C .()00l x =1,()111l x = D .()00l x =1,()111l x =4. 设求方程()0f x =(de)根(de)牛顿法收敛,则它具有( )敛速.A .超线性B .平方C .线性D .三次5. 用列主元消元法解线性方程组1231231220223332x x x x x x x x ++=⎧⎪++=⎨⎪--=⎩ 作第一次消元后得到(de)第3个方程( ).A .232x x -+=B .232 1.5 3.5x x -+=C .2323x x -+=D .230.5 1.5x x -=-二、填空题(每小题3分,共15分)1. 设TX )4,3,2(-=, 则=1||||X ,2||||X = .2. 一阶均差()01,f x x =3. 已知3n =时,科茨系数()()()33301213,88C C C ===,那么()33C = 4. 因为方程()420x f x x =-+=在区间[]1,2上满足 ,所以()0f x =在区间内有根.5. 取步长0.1h =,用欧拉法解初值问题()211y y yx y ⎧'=+⎪⎨⎪=⎩(de)计算公式 .0,1,2分 人三、计算题(每题15分,共60分)1. 已知函数211y x =+(de)一组数据:求分段线性插值函数,并计算()1.5f (de)近似值.1. 解 []0,1x ∈,()1010.510.50110x x L x x --=⨯+⨯=---[]1,2x ∈,()210.50.20.30.81221x x L x x --=⨯+⨯=-+--所以分段线性插值函数为()[][]10.50,10.80.31,2x x L x x x ⎧-∈⎪=⎨-∈⎪⎩ ()1.50.80.3 1.50.35L =-⨯=2. 已知线性方程组1231231231027.21028.35 4.2x x x x x x x x x --=⎧⎪-+-=⎨⎪--+=⎩(1) 写出雅可比迭代公式、高斯-塞德尔迭代公式;(2) 对于初始值()()00,0,0X =,应用雅可比迭代公式、高斯-塞德尔迭代公式分别计算()1X (保留小数点后五位数字).1.解 原方程组同解变形为1232133120.10.20.720.10.20.830.20.20.84x x x x x x x x x =++⎧⎪=-+⎨⎪=++⎩雅可比迭代公式为()()()()()()()()()1123121313120.10.20.720.10.20.830.20.20.84m m m m m m m m m x x x x x x x x x +++⎧=++⎪⎪=-+⎨⎪=++⎪⎩(0,1...)m =高斯-塞德尔迭代法公式()()()()()()()()()1123112131113120.10.20.720.10.20.830.20.20.84m m m m m m m m m x x x x x x x x x ++++++⎧=++⎪⎪=-+⎨⎪=++⎪⎩ (0,1...)m =用雅可比迭代公式得()()10.72000,0.83000,0.84000X =用高斯-塞德尔迭代公式得()()10.72000,0.90200,1.16440X =3. 用牛顿法求方程3310x x --=在[]1,2之间(de)近似根(1)请指出为什么初值应取2 (2)请用牛顿法求出近似根,精确到. 3. 解()331f x x x =--,()130f =-<,()210f =>()233f x x '=-,()12f x x ''=,()2240f =>,故取2x =作初始值4. 写出梯形公式和辛卜生公式,并用来分别计算积分111dxx+⎰.四、证明题(本题10分)确定下列求积公式中(de)待定系数,并证明确定后(de)求积公式具有3次代数精确度()()()()1010hhf x dx A f h A f A f h --=-++⎰证明:求积公式中含有三个待定系数,即101,,A A A -,将()21,,f x x x =分别代入求一、 填空(共20分,每题2分)1. 设2.3149541...x *=,取5位有效数字,则所得(de)近似值x= .2.设一阶差商()()()21122114,321f x f x f x x x x --===---,()()()322332615,422f x f x f x x x x --===--则二阶差商 ()123,,______f x x x =3. 设(2,3,1)TX =--, 则2||||X = ,=∞||||X .4.求方程 21.250x x --= (de)近似根,用迭代公式 1.25x x =+,取初始值 01x =, 那么 1______x =。

数值分析试题及答案

数值分析试题及答案

数值分析试题及答案一、选择题1. 下列哪个方法不适合用于求解非线性方程的根?A. 二分法B. 牛顿法C. 弦截法D. 正割法2. 当使用二分法求解非线性方程的根时,需要满足的条件是:A. 函数f(x)在区间[a, b]上连续B. 函数f(x)在区间[a, b]上单调递增C. 函数f(x)在区间[a, b]上存在根D. 函数f(x)在区间[a, b]上可导3. 数值积分是通过将定积分转化为求和的方法来近似计算积分值的过程。

下列哪个方法是常用的数值积分方法?A. 矩形法则B. 辛普森规则C. 梯形规则D. 高斯-勒让德法则4. 龙格-库塔法是常用于求解常微分方程的数值解法。

以下哪个选项是描述龙格-库塔法的特点?A. 该方法是一种多步法B. 该方法是一种多项式插值法C. 该方法是一种单步法D. 该方法是一种数值积分法5. 用有限差分法求解偏微分方程时,通常需要进行网格剖分。

以下哪个选项是常用的网格剖分方法?A. 多边形剖分法B. 三角剖分法C. 矩形剖分法D. 圆形剖分法二、解答题1. 将函数f(x) = e^x 在区间[0, 1]上用复化梯形规则进行数值积分,分为6个子区间,求得的近似积分值为多少?解:将区间[0, 1]等分为6个子区间,每个子区间的长度为h = (1-0)/6 = 1/6。

根据复化梯形规则的公式,近似积分值为:I ≈ (1/2) * h * [f(0) + 2f(1/6) + 2f(2/6) + 2f(3/6) + 2f(4/6) + 2f(5/6) +f(1)]≈ (1/2) * (1/6) * [e^0 + 2e^(1/6) + 2e^(2/6) + 2e^(3/6) + 2e^(4/6) +2e^(5/6) + e^1]2. 使用二分法求解方程 x^3 - 3x + 1 = 0 在区间[1, 2]上的根。

要求精确到小数点后三位。

解:首先需要判断方程在区间[1, 2]上是否存在根。

数值分析试题与答案

数值分析试题与答案

一. 填空题(本大题共4小题,每小题4分,共16分)1.设有节点012,,x x x ,其对应的函数()y f x =的值分别为012,,y y y ,则二次拉格朗日插值基函数0()l x 为 。

2.设()2f x x =,则()f x 关于节点0120,1,3x x x ===的二阶向前差分为 。

3.设110111011A -⎡⎤⎢⎥=--⎢⎥⎢⎥-⎣⎦,233x ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦,则1A = ,1x = 。

4. 1n +个节点的高斯求积公式的代数精确度为 。

二.简答题(本大题共3小题,每小题8分,共24分)1. 哪种线性方程组可用平方根法求解?为什么说平方根法计算稳定?2. 什么是不动点迭代法?()x ϕ满足什么条件才能保证不动点存在和不动点迭代序列收敛于()x ϕ的不动点?3. 设n 阶矩阵A 具有n 个特征值且满足123n λλλλ>≥≥≥,请简单说明求解矩阵A 的主特征值和特征向量的算法及流程。

三.求一个次数不高于3的多项式()3P x ,满足下列插值条件:i x 1 2 3 i y 2 4 12 i y '3并估计误差。

(10分)四.试用1,2,4n =的牛顿-科特斯求积公式计算定积分1011I dx x=+⎰。

(10分) 五.用Newton 法求()cos 0f x x x =-=的近似解。

(10分) 六.试用Doolittle 分解法求解方程组:12325610413191963630x x x -⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥-=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥----⎣⎦⎣⎦⎣⎦ (10分)七.请写出雅可比迭代法求解线性方程组123123123202324812231530x x x x x x x x x ++=⎧⎪++=⎨⎪-+=⎩ 的迭代格式,并判断其是否收敛?(10分)八.就初值问题0(0)y yy y λ'=⎧⎨=⎩考察欧拉显式格式的收敛性。

(10分)《数值分析》(A )卷标准答案(2009-2010-1)一. 填空题(每小题3分,共12分) 1. ()1200102()()()()x x x x l x x x x x --=--; 2.7;3. 3,8;4. 2n+1。

数值分析题库答案(含详细解题步骤)

数值分析题库答案(含详细解题步骤)

第 1 页/共 22 页1. 正方形的边长大约为100cm ,应怎样测量才干使面积误差不超过1cm 22. 已测得某场地长l 的值为110=*l m ,宽d 的值为80=*d m ,已知 2.0≤-*l l m,1.0≤-*d d m, 试求面积ld s =的绝对误差限与相对误差限.3.为使π的相对误差小于0.001%,至少应取几位有效数字?4.设x的相对误差界为δ,求n x的相对误差界.5.设有3个近似数a=2.31,b=1.93,c=2.24,它们都有3位有效数字,试计算p=a+bc的误差界和相对误差界,并问p的计算结果能有几位有效数字?第 3 页/共 22 页6. 已知333487.034.0sin ,314567.032.0sin ==,请用线性插值计算3367.0sin 的值,并预计截断误差.7. 已知sin0.32=0.314567, sin0.34=0.333487, sin0.36= 0.352274,用抛物插值计算sin0.3367的值, 并预计误差.8. 已知16243sin ,sin πππ===请用抛物插值求sin50的值,并预计误差9. . .6,8,7,4,1)(,5,4,3,2,1求四次牛顿插值多项式时设当==i i x f x第 5 页/共 22 页10. 已知4)2(,3)1(,0)1(=-=-=f f f , 求函数)(x f 过这3点的2次牛顿插 值多项式.11. 设x x f =)(,并已知483240.1)2.2(,449138.1)1.2(,414214.1)0.2(===f f f ,试用二次牛顿插值多项式计算(2.15)f 的近似值,并研究其误差12. 设],[)(b a x f 在上有四阶延续导数,试求满意条件)2,1,0()()(==i x f x P i i 及)()(11x f x P '='的插值多项式及其余项表达式.13. 给定3201219(),,1,,44f x x x x x ====试求()f x 在1944⎡⎤⎢⎥⎣⎦,上的三次埃尔米特插值多项式()P x ,使它满意11()()(0,1,2),()(),i i P x f x i P x f x ''===并写出余项第 7 页/共 22 页表达式.14. 设],1,0[,23)(2∈++=x x x x f 试求)(x f 在]1,0[上关于,,1{,1)(x span x =Φ=ρ}2x 的最佳平方逼近多项式15.已知实验数据如下:用最小二乘法求形如y=a+bx2的拟合曲线,并计算均方误差.16.已知数据表如下第 9 页/共 22 页x i 1 2 3 4 5 y iωi4 4.56 8 8.5 2 1 3 1 1试用最小二乘法求多项式曲线与此数据组拟合17. .1)(},1{span ,1]41[)(的最佳平方逼近多项式中的关于上的在在求==Φ=x x x x f ρ18. 决定求积公式⎰++≈10110)1()(32)0()(f A x f f A dx x f 中的待定参数110,,A x A , 使其代数精度尽量高,并指出所决定的求积公式的代数精度.19. 用复化辛普森公式计算积分⎰=10dx e I x , 问区间[0,1]应分多少等分才干使截断误差不超过?10215-⨯第 11 页/共 22 页20. 利用下表中给出的数据,分离用复化梯形公式和复化辛甫生公式计算定积分dx x I ln 21⎰=的近似值(要求结果保留到小数点后六位)21. 用复化梯形公式和复化辛甫生公式计算积分⎰=6.28.1)(dx x f I ,函数)(x f 在某些节点上的值如下图:(本题共14分)22. 决定公式⎰+≈101100)()()(x f A x f A dx x f x 的系数1010,,,x x A A ,使其具有最高代数精度23. 决定求积公式⎰++≈1110)1()(32)0()(f A x f f A dx x f 中的待定参数110,,A x A ,使其代数精度尽量高,并指出所决定的求积公式的代数精度第 13 页/共 22 页24.用LU 分解法求解以下方程组 (10分)123123142521831520x x x ⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪⎪ ⎪= ⎪⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭25.用LU 分解法求解以下方程组⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛8892121514131615141321x x x26. 用LU 分解法求解以下方程组⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛542631531321321x x x27. 设方程组b Ax =,其中⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=220122101A ,Tb ⎪⎭⎫ ⎝⎛-=32,31,21, 已知它有解Tx ⎪⎭⎫⎝⎛-=0,31,21,若右端有小扰动61021-∞⨯=bδ,试预计由此引起的解的相对误差.第 15 页/共 22 页28. 设方程组b Ax =,其中212 1.0001A -⎛⎫= ⎪-⎝⎭,11.0001b -⎛⎫= ⎪⎝⎭,当右端向量b 有误差00.0001δ⎛⎫= ⎪⎝⎭b 时,试预计由此引起的解的相对误差(用∞范数计算)29. 给定b Ax =,其中⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=111a a a a a a A 证实:(1) 当121<<-a 时,A 对称正定,从而GS 法收敛. (2) 惟独当2121<<-a 时,J 法收敛.30. 对于线性方程组⎪⎩⎪⎨⎧-=+-=-+=+1242043 16343232121x x x x x x x ,列出求解此方程组的Jacobi 迭代格式,并判断是否收敛。

数值分析智慧树知到课后章节答案2023年下齐鲁工业大学

数值分析智慧树知到课后章节答案2023年下齐鲁工业大学

数值分析智慧树知到课后章节答案2023年下齐鲁工业大学齐鲁工业大学第一章测试1.判断数值算法的指标是计算复杂性,分为时间复杂性和空间复杂性。

()A:错 B:对答案:对2.无论问题是否病态,只要算法稳定都能得到好的近似值。

()A:对 B:错答案:错3.下面()不是数值计算应注意的问题A:要避免相近两数相减B:注意简化计算步骤,减少运算次数 C:要防止大数吃掉小数 D:要尽量消灭误差答案:要尽量消灭误差4.作为的近似值,其有效数字的位数为()A:4 B:1C:3 D:2答案:35.设的相对误差为,则的误差为()A: B:x C: D:答案:第二章测试1.是关于节点的拉格朗日插值基函数,则对任何次数不大于的多项式都有。

()A:错 B:对答案:对2.对给定的数据作插值,插值函数个数可以许多。

()A:对 B:错答案:错3.过点的插值多项式是()次的多项式A:6 B:3C:5 D:4答案:54.分段插值方法的提出是要避免()A:不收敛B:不能高次插值C:收敛速度太慢D:Runge现象发生答案:Runge现象发生5.拉格朗日插值多项式,牛顿插值多项式的余项分别是()A:,B:,C:,D:,答案:,第三章测试1.n+1个节点的求积公式的最高代数精度为n+2 。

()A:对 B:错答案:错2.用数值微分公式求导数值时,步长越小计算就越精确。

()A:错 B:对答案:错3.形如的高斯型求积公式的代数精度为()A:5 B:9 C:7 D:3答案:54.在牛顿—柯特斯求积公式中,当系数是负值时,公式稳定性不能保证,所以实际应用中,当()时的牛顿—柯特斯求积公式不使用。

A: B: C: D:答案:5.5个节点的牛顿—柯特斯求积公式,至少具有()次代数精度A:3B:4 C:5 D:6答案:5第四章测试1.一个单位下三角矩阵的逆仍为单位下三角矩阵。

()A:对 B:错答案:对2.范数为0的矩阵一定是零矩阵。

()A:错 B:对答案:对3.解线性方程组的主元素消去法中选择主元的目的是()A:控制舍入误差B:减小方法误差C:简化计算D:防止计算时溢出答案:控制舍入误差4.用列主元消去法解线性方程组,第一次消元,选择主元为()A:4 B:-9C:3 D:-4答案:-45.设矩阵A的LU分解如下:,则该分解式中a,b的值分别为()A: B:C: D:答案:第五章测试1.不动点迭代法总是线性收敛的。

《数值分析》所有参考答案

《数值分析》所有参考答案
解:
等价三角方程组
, ,
11.设计算机具有4位字长。分别用Gauss消去法和列主元Gauss消去法解下列方程组,并比较所得的结果。
解:Gauss消去法
回代
列主元Gauss消去
15.用列主元三角分解法求解方程组。其中
A= ,
解:
等价三角方程组
回代得
, , ,
16.已知 ,求 , , 。
解:
, ,
17.设 。证明
,(II)

当 时
当 时
迭代格式(II)对任意 均收敛
3) ,
构造迭代格式 (III)

当 时
当 时
迭代格式(III)对任意 均收敛
4)
取格式(III)
, , ,
4.用简单迭代格式求方程 的所有实根,精确至有3位有效数。
解:
当 时, ,
1 2
当 时


, ,
1)
迭代格式 ,
,
当 时, ,
任取 迭代格式收敛于
是中的一种向量范数。
解:
当 时存在 使得

,
所给 为 上的一个范数
18.设 。证明
(1) ;
(2) ;
(3) 。
解:(1)
(2)
(3)
19.设
A=
求 , , 及 , 。
解: ,
Newton迭代格式
,
20.设 为 上任意两种矩阵(算子)范数,证明存在常数
, 使得
对一切 均成立。
解:由向量范数的等价性知道存在正常数 使得
,
=0.187622
[23.015625 , 23.015625+0.187622]

数值分析试卷及答案

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。

数值分析练习题加答案(一)

数值分析练习题加答案(一)

数值分析期末考试一、 设80~=x ,若要确保其近似数的相对误差限为0.1%,则它的近似数x 至少取几位有效数字?(4分)解:设x 有n 位有效数字。

因为98180648=<<=,所以可得x 的第一位有效数字为8(1分) 又因为21101011000110821--⨯=<⨯⨯≤n ε,令321=⇒-=-n n ,可知x 至少具有3位有效数字(3分)。

二、求矩阵A 的条件数1)(A Cond (4分)。

其中⎥⎦⎤⎢⎣⎡=4231A 解:⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=-5.05.1121A (1分) 1A =7(1分) 2711=-A (1分)249)(1=A Cond (1分)三、用列主元Gauss 消元法法求解以下方程组(6分)942822032321321321=++-=++--=+-x x x x x x x x x解:→⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---→⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡----→⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡----5.245.2405.35.230914220321821191429142821120321 ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---→⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---8175835005,245.24091425.33.2305.245.2409142(4分) 等价三角方程组为:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-=+-=++,8175835,5.245.24,942332321x x x x x x (1分)回代得1,3,5123==-=x x x (1分)四、设.0,2,3,1,103)(3210234=-===-+-=x x x x x x x x f 1)求以3210,,,x x x x 为节3次Lagrange 多项式;(6分) 2)求以3210,,,x x x x 为节3次Newton 多项式;(6分)3)给出以上插值多项式的插值余项的表达式(3分)解:由0,2,3,13210=-===x x x x 可得10)(,34)(,1)(,11)(3210-==-=-=x f x f x f x f即得: +------+------=))()(())()(()())()(())()(()()(312101320130201032103x x x x x x x x x x x x x f x x x x x x x x x x x x x f x L=------+------))()(())()(()())()(())()(()(23130321033212023102x x x x x x x x x x x x x f x x x x x x x x x x x x x f+-+--+-⨯-+-+--+-⨯-)03)(23)(13()0)(2)(1()1()01)(21)(31()0)(2)(3(11x x x x x x326610.)20)(30)(10()2)(3)(1()10()02)(32)(12()0)(3)(1(34x x x x x x x x x -+--=+--+--⨯-+---------⨯2)计算差商表如下:i x )(i x f 一阶差商 二阶差商 三阶差商1 -11 3 -1 5 -2 34 -7 4 0-10-225-1则=+-----+-+-=)2)(3)(1()3)(1(4)1(511)(3x x x x x x x N326610x x x -+--3))2)(3)(1())()()((!4)()(3210)4(3+--=----=x x x x x x x x x x x x f x R ξ五、给定方程组b Ax =,其中⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=100131w w w w A 。

数值分析习题(含答案)

数值分析习题(含答案)

第一章 绪论姓名 学号 班级习题主要考察点:有效数字的计算、计算方法的比较选择、误差和误差限的计算。

1 若误差限为5105.0-⨯,那么近似数0.003400有几位有效数字?(有效数字的计算) 解:2*103400.0-⨯=x ,325*10211021---⨯=⨯≤-x x 故具有3位有效数字。

2 14159.3=π具有4位有效数字的近似值是多少?(有效数字的计算) 解:10314159.0⨯= π,欲使其近似值*π具有4位有效数字,必需41*1021-⨯≤-ππ,3*310211021--⨯+≤≤⨯-πππ,即14209.314109.3*≤≤π即取(3.14109 , 3.14209)之间的任意数,都具有4位有效数字。

3 已知2031.1=a ,978.0=b 是经过四舍五入后得到的近似值,问b a +,b a ⨯有几位有效数字?(有效数字的计算)解:3*1021-⨯≤-aa ,2*1021-⨯≤-b b ,而1811.2=+b a ,1766.1=⨯b a 2123****102110211021)()(---⨯≤⨯+⨯≤-+-≤+-+b b a a b a b a故b a +至少具有2位有效数字。

2123*****10210065.01022031.1102978.0)()(---⨯≤=⨯+⨯≤-+-≤-b b a a a b b a ab 故b a ⨯至少具有2位有效数字。

4 设0>x ,x 的相对误差为δ,求x ln 的误差和相对误差?(误差的计算) 解:已知δ=-**xx x ,则误差为 δ=-=-***ln ln xx x x x则相对误差为******ln ln 1ln ln ln xxx x xxx x δ=-=-5测得某圆柱体高度h 的值为cm h 20*=,底面半径r 的值为cm r 5*=,已知cm h h 2.0||*≤-,cm r r 1.0||*≤-,求圆柱体体积h r v2π=的绝对误差限与相对误差限。

《数值分析》练习题及答案解析

《数值分析》练习题及答案解析

《数值分析》练习题及答案解析第一章 绪论主要考查点:有效数字,相对误差、绝对误差定义及关系;误差分类;误差控制的基本原则;。

1. 3.142和3.141分别作为π的近似数具有( )和( )位有效数字.A .4和3B .3和2C .3和4D .4和4 答案:A2. 设 2.3149541...x *=,取5位有效数字,则所得的近似值x=___________ .答案:2.31503.若近似数2*103400.0-⨯=x 的绝对误差限为5105.0-⨯,那么近似数有几位有效数字 解:2*103400.0-⨯=x ,325*10211021---⨯=⨯≤-x x 故具有3位有效数字。

4 . 14159.3=π具有4位有效数字的近似值是多少?解:10314159.0⨯= π,欲使其近似值*π具有4位有效数字,必需!41*1021-⨯≤-ππ,3*310211021--⨯+≤≤⨯-πππ,即14209.314109.3*≤≤π即取( , )之间的任意数,都具有4位有效数字。

第二章 非线性方程求根 主要考查点:二分法N 步后根所在的区间,及给定精度下二分的次数计算;非线性方程一般迭代格式的构造,(局部)收敛性的判断,迭代次数计算; 牛顿迭代格式构造;求收敛阶;1.用二分法求方程012=--x x 的正根,要求误差小于0.05。

(二分法)解:1)(2--=x x x f ,01)0(<-=f ,01)2(>=f ,)(x f 在[0,2]连续,故[0,2]为函数的有根区间。

"(1)计算01)1(<-=f ,故有根区间为[1,2]。

(2)计算041123)23()23(2<-=--=f ,故有根区间为]2,23[。

(3)计算0165147)47()47(2>=--=f ,故有根区间为]47,23[。

(4)计算06411813)813()813(2>=--=f ,故有根区间为]813,23[。

计信081《数值分析》试卷A及答案

计信081《数值分析》试卷A及答案

1《数值分析》考试试卷A适用专业:计信081 考试日期:2021年6月 试卷所需时间:2小时 闭卷 试卷总分 100一、 填空题: (6小题共10空每空2分,共20分)1、近似数231.0=*x 关于精确值229.0=x 有 位有效数字.2、设1)(3-+=x x x f ,则差商(均差)________]4,3,2,1,0[,__________]3,2,1,0[f f =. 4、求方程)(x f x =根的牛顿迭代格式是 .5、设矩阵⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=4321A ,计算矩阵A 的各种范数,________,1==∞AA ,_____________,__________2==AAF.6、解线性方程组Ax=b 的雅可比迭代法收敛的充要条件是 ,其中迭代矩阵为 .二、判断题:(对的打“√”,错的打“Ⅹ”,每题2分,共20分)1、解对数据的微小变化高度敏感是病态的( ).2、高精度运算可以改善问题的病态性( ).3、两个相近数相减必然会使有效数字损失( ).4、对给定的数据作插值,插值函数的个数可以有许多( ).5、高次拉格朗日插值是常用的( ).6、如果被积函数在区间[a,b]上连续,则它的黎曼积分一定存在( ).7、n+1个点的插值型求积公式的代数精度至少是n 次,最多可达到2n+1次( ).8、范数为零的矩阵一定是零矩阵( ).9、奇异矩阵的范数一定是零( ).10、雅可比迭代也高斯—塞德尔迭代同时收敛且后者比前者收敛快( ).三、(10分)已给sin0.32=0.314 567,sin0.34=0.333 487,sin0.36=0.352 274,用线性插值及抛物插值计算sin0.3367的值并估计截断误差.四、(10分)求次数小于等于3的多项式P(x),使其满足条件P(0)=0,P ’(0)=1,P(1)=1,P ’(1)=2.五、(10分)确定求积公式)()0()()(101h f A f A h f A dx x f hh ++-≈--⎰中的待定参数,使其代数精度尽量高,并指明说构造出的求积公式具有的代数精度.六、(10分)用直接三角分解(Doolittle 分解)求线性方程组⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=++=++=++822185141319615141321321321x x x x x x x x x七、(10分)设线性方程组⎪⎩⎪⎨⎧=++=++=++38.04.028.04.014.04.0321321321x x x x x x x x x 考察解此线性方程组的雅可比迭代及高斯—塞德尔迭代法的收敛性.八、(10分)求方程0123=--x x 在5.10=x 附近的一个根,设将方程改写成下列等价形式,并建立相应的迭代公式.(1)211x x +=,迭代公式2111kk x x +=+;(2)123+=x x ,迭代公式3211+=+k k x x ;(3)112-=x x ,迭代公式111-=+k k x x ;试分析每种迭代公式的收敛性.2《数值分析》试卷A 答案适用专业:计信081 考试日期:2021年6月 试卷所需时间:2小时 闭卷 试卷总分 100一、填空题: (6小题共10空每空2分,共20分)1、近似数231.0=*x 关于真值229.0=x 有 2 位有效数字.2、设1)(3-+=x x x f ,则差商(均差)________]4,3,2,1,0[,__________]3,2,1,0[f f =.(1,0) 4、求方程)(x f x =根的牛顿迭代格式是 .()('1)(1n n n n n x f x f x x x ---=+)5、设矩阵⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=4321A ,计算矩阵A 的各种范数,________,1==∞AA ,____________,2==AAF.(6; 7; 5.477; 5.46)6、解线性方程组Ax=b 的雅可比迭代法收敛的充要条件是 ,其中迭代矩阵为 .(U L D A U L D J J --=+=<-),(,1)(1ρ)二、判断题:(对的打“√”,错的打“Ⅹ”,每题2分,共20分)1、解对数据的微小变化高度敏感是病态的( √ ).2、高精度运算可以改善问题的病态性( Ⅹ ).3、两个相近数相减必然会使有效数字损失( Ⅹ ).4、对给定的数据作插值,插值函数的个数可以有许多( √ ).5、高次拉格朗日插值是常用的( Ⅹ ).6、如果被积函数在区间[a,b]上连续,则它的黎曼积分一定存在( √ ).7、n+1个点的插值型求积公式的代数精度至少是n 次,最多可达到2n+1次( √ ).8、范数为零的矩阵一定是零矩阵( √ ).9、奇异矩阵的范数一定是零( Ⅹ ).10、雅可比迭代也高斯—塞德尔迭代同时收敛且后者比前者收敛快( Ⅹ ).三、(10分)已给sin0.32=0.314 567,sin0.34=0.333 487,sin0.36=0.352 274,用线性插值 及抛物插值计算sin0.3367的值并估计截断误差. 解:用线性插值计算:330365.00167.002.001892.0314567.0)3367.0()3367.0(3367.0sin 0010101=⨯+=---+=≈x x x y y y L截断误差:5111092.0)3367.0(3367.0sin )3367.0(-⨯≤-≤L R . 用抛物插值计算:Sin0.3367=0.330 374; 误差:62100132.20233.0033.00167.09493.061)3367.0(-⨯<⨯⨯⨯⨯≤R 四、(10分)求次数小于等于3的多项式P(x),使其满足条件P(0)=0,P ’(0)=1,P(1)=1,P ’(1)=2.解:本题是标准的埃尔米特插值问题,可直接套用公式,利用两点的埃尔米特插值公式,xx x x x x x x x x P x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x +-=-+-+-=∴-=---=-=---=-=----+=23222221011221010022101011)1(2)1()23()(,)1())(()(,)1())(()(),23())(21()(ββα五、(10分)确定求积公式)()0()()(101h f A f A h f A dx x f hh ++-≈--⎰中的待定参数,使其代数精度尽量高,并指明说构造出的求积公式具有的代数精度.解:)(3)0(34)(3)(h f hf h h f hdx x f hh++-≈⎰- 具有3次代数精度.3六、(10分)用直接三角分解(Doolittle 分解)求线性方程组⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=++=++=++822185141319615141321321321x x x x x x x x x解:08.227,92.476,69.177;154,4,9,151300451601061514113620134001123321-==-=⇒=-=-==⇒=⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡--⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-==x x x y Ux y y y b Ly LU A七、(10分)设线性方程组⎪⎩⎪⎨⎧=++=++=++38.04.028.04.014.04.0321321321x x x x x x x x x , 考察解此线性方程组的雅可比迭代及高斯—塞德尔迭代法的收敛性. 解:(1)雅可比迭代法的迭代矩阵10928203.1)()32.08.0)(8.0(08.04.08.004.04.04.00)(21>=-+-=-⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡------=+=-J JJB B I U L D B ρλλλλ所以,雅可比迭代法不收敛. (2)高斯—塞德尔迭代法的迭代矩阵18.0)(672.0032.0064.016.004.04.00)(1<=≤⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡----=-=∞-BB U L D B s sρ 所以 ,高斯—赛德尔迭代法收敛.八、(10分)求方程0123=--x x 在5.10=x 附近的一个根,设将方程改写成下列等价形式,并建立相应的迭代公式. (1)211x x +=,迭代公式2111kk x x +=+;(2)123+=x x ,迭代公式3211+=+k k x x ;(3)112-=x x ,迭代公式111-=+k k x x ;试分析每种迭代公式的收敛性.解:考虑5.10=x 的邻域[1.3,1.6].(1)当]6.1,3.1[∈x 时,],6.1,3.1[11)(2∈+=x x ϕ,1910.03.122)('23<=≈≤-=L x x ϕ,故迭代2111k k x x +=+在[1.3,1.6]上整体收敛. (2)当]6.1,3.1[∈x 时,],6.1,3.1[)1()(312∈+=x x ϕ,1522.0)3.11(36.12)1(32)('32322<=≈+⨯≤+=L x x x ϕ,故迭代3211+=+k k x x 在[1.3,1.6]整体收敛(3)当]6.1,3.1[∈x 时,],6.1,3.1[11)(∈-=x x ϕ,1)16.1(21)1(21)('23>->--=x x ϕ,故迭代111-=+k k x x 在[1.3,1.6]上整体发散.。

数值分析试题及答案

数值分析试题及答案

1. 正方形的边长大约为100cm ,应怎样测量才能使面积误差不超过1cm 2?2. 已测得某场地长l 的值为110=*l m ,宽d 的值为80=*d m ,已知 2.0≤-*l l m,1.0≤-*d d m, 试求面积ld s =的绝对误差限与相对误差限.3. 为使π的相对误差小于0.001%,至少应取几位有效数字?4. 设x 的相对误差界为δ,求n x 的相对误差界.5. 设有3个近似数 a =2.31,b =1.93,c =2.24,它们都有3位有效数字,试计算p =a +bc 的误差界和相对误差界,并问p 的计算结果能有几位有效数字?6. 设x y ln =. 若20≈x ,则取x 的几位有效数字可保证y 的相对误差小于 0.1% ?7. 设],[)(2b a C x f ∈,试证22)(81)()()()()(max M a b a x a b a f b f a f x f b x a -≤⎥⎦⎤⎢⎣⎡---+-≤≤其中)(max 2x f M bx a ''=≤≤8.已知333487.034.0sin ,314567.032.0sin ==,请用线性插值计算3367.0sin 的值,并估计截断误差.9.已知sin0.32=0.314567, sin0.34=0.333487, sin0.36= 0.352274,用抛物插值计算sin0.3367的值, 并估计误差.10.已知16243sin ,sin πππ===请用抛物插值求sin50的值,并估计误差11.. .6,8,7,4,1)(,5,4,3,2,1求四次牛顿插值多项式时设当==i i x f x12.已知4)2(,3)1(,0)1(=-=-=f f f , 求函数)(x f 过这3点的2次牛顿插值多项式.13.设x x f =)(并已知483240.1)2.2(,449138.1)1.2(,414214.1)0.2(===f f f ,试用二次牛顿插值多项式计算(2.15)f 的近似值,并讨论其误差14.设],[)(b a x f 在上有四阶连续导数,试求满足条件)2,1,0()()(==i x f x P i i 及)()(11x f x P '='的插值多项式及其余项表达式15.给定3201219(),,1,,44f x x x x x ====试求()f x 在1944⎡⎤⎢⎥⎣⎦,上的三次埃尔米特插值多项式()P x ,使它满足11()()(0,1,2),()(),i i P x f x i P x f x ''===并写出余项表达式.16. 求一个次数不高于4次的多项式()P x ,使它满足(0)(0)0,P P '==(1)(1)1,P P '== (2)1P =.17.设],1,0[,23)(2∈++=x x x x f 试求)(x f 在]1,0[上关于,,1{,1)(x span x =Φ=ρ}2x 的最佳平方逼近多项式18.已知实验数据如下:.19.已知数据表如下x i 1 2 3 4 5y i ωi 4 4.5 6 8 8.5 2 1 3 1 1试用最小二乘法求多项式曲线与此数据组拟合.20.表中第4行为ln ,()1i i y y x ω==,可做拟合曲线bx y ae =,试求,a b .21..1)(},1{span ,1]41[)(的最佳平方逼近多项式中的关于上的在在求==Φ=x x x x f ρ22.确定求积公式⎰++≈10110)1()(32)0()(f A x f f A dx x f 中的待定参数110,,A x A ,使其代数精度尽量高,并指出所确定的求积公式的代数精度.23.用复化辛普森公式计算积分⎰=1dx e I x , 问区间[0,1]应分多少等分才能使截断误差不超过?10215-⨯24.利用下表中给出的数据,分别用复化梯形公式和复化辛甫生公式计算定积分dx x I ln 21⎰=的近似值(要求结果保留到小数点后六位)x16768696106112x ln 00.154151 0.287682 0.405465 0.510826 0.6061360.69314725.用复化梯形公式和复化辛甫生公式计算积分⎰=6.28.1)(dx x f I ,函数)(x f 在某些x 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6f(x) 3.12014 4.42569 6.042418.0301410.4667526.确定公式⎰+≈11100)()()(x f A x f A dx x f x 的系数1010,,,x x A A ,使其具有最高代数精度.27.试求高斯求积公式100110()()()f x dx A f x A f x ≈+⎰.28.确定求积公式⎰++≈1110)1()(32)0()(f A x f f A dx x f 中的待定参数110,,A x A ,使其代数精度尽量高,并指出所确定的求积公式的代数精度29.用LU 分解法求解以下方程组 (10分)123123142521831520x x x ⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪⎪ ⎪= ⎪⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭30.用LU 分解法求解以下方程组⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛8892121514131615141321x x x31.用LU 分解法求解以下方程组⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛542631531321321x x x32.设方程组b Ax =,其中⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=220122101A ,Tb ⎪⎭⎫⎝⎛-=32,31,21, 已知它有解Tx ⎪⎭⎫⎝⎛-=0,31,21,若右端有小扰动61021-∞⨯=bδ,试估计由此引起的解的相对误差.33.设方程组b Ax =,其中212 1.0001A -⎛⎫= ⎪-⎝⎭,11.0001b -⎛⎫= ⎪⎝⎭,当右端向量b 有误差00.0001δ⎛⎫=⎪⎝⎭b 时,试估计由此引起的解的相对误差(用∞范数计算).34.设方程组b Ax =,其中10.990.990.98A ⎛⎫= ⎪⎝⎭, 1.991.97b ⎛⎫= ⎪⎝⎭,若右端有小扰动430.97100.10610b δ--⎛⎫-⨯= ⎪⨯⎝⎭,试估计由此引起的解的相对误差(要求用矩阵的2范数). 35.证明用雅可比迭代法解线性方程组b Ax =收敛,其中302021212-⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪-⎝⎭A .36.给定b Ax =,其中⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=111a a a a a a A证明:(1) 当121<<-a 时,A 对称正定,从而GS 法收敛. (2) 只有当2121<<-a 时,J 法收敛.37.对于线性方程组⎪⎩⎪⎨⎧-=+-=-+=+1242043 16343232121x x x x x x x ,列出求解此方程组的Jacobi 迭代格式,并判断是否收敛。

数值分析试题及答案

数值分析试题及答案

数值分析试题一、 填空题(2 0×2′)1.⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=32,1223X A 设x =0。

231是精确值x *=0。

229的近似值,则x 有 2位有效数字.2. 若f (x )=x 7-x 3+1,则f [20,21,22,23,24,25,26,27]= 1 , f [20,21,22,23,24,25,26,27,28]= 0 。

3. 设,‖A ‖∞=___5 ____,‖X ‖∞=__ 3_____,‖AX ‖∞≤_15_ __。

4. 非线性方程f (x )=0的迭代函数x =ϕ(x )在有解区间满足 |ϕ’(x )| <1 ,则使用该迭代函数的迭代解法一定是局部收敛的.5. 区间[a ,b ]上的三次样条插值函数S (x )在[a ,b ]上具有直到 2 阶的连续导数。

6. 当插值节点为等距分布时,若所求节点靠近首节点,应该选用等距节点下牛顿差商公式的 前插公式 ,若所求节点靠近尾节点,应该选用等距节点下牛顿差商公式的 后插公式 ;如果要估计结果的舍入误差,应该选用插值公式中的 拉格朗日插值公式 .7. 拉格朗日插值公式中f (x i )的系数a i (x )的特点是:=∑=ni i x a 0)( 1 ;所以当系数a i (x )满足 a i (x )>1 ,计算时不会放大f (x i )的误差。

8. 要使20的近似值的相对误差小于0。

1%,至少要取 4 位有效数字.9. 对任意初始向量X (0)及任意向量g ,线性方程组的迭代公式x (k +1)=Bx (k )+g (k =0,1,…)收敛于方程组的精确解x *的充分必要条件是 ρ(B)〈1 .10. 由下列数据所确定的插值多项式的次数最高是 5 。

11. 牛顿下山法的下山条件为 |f(xn+1)|<|f(xn )| 。

12. 线性方程组的松弛迭代法是通过逐渐减少残差r i (i =0,1,…,n )来实现的,其中的残差r i = (b i -a i1x 1—a i2x 2-…—a in x n )/a ii ,(i =0,1,…,n )。

(完整)数值分析学期期末考试试题与答案(A),推荐文档

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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100011. 用计算机求11000时,应按照 n 从小到大的顺序相加。

n1n2. 为了减少误差 ,应将表达式 2001 1999 改写为 2进行计算。

( )2001 19993. 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 _1 0 1 02. 设 A0 2 1 ,x 5 ,则 A 1____________________________ _, x 2 ______ ,Ax1 3 0 13. 已知 f (x) 2x 54x 35x,则 f[ 1,1,0] , f[ 3, 2, 1,1,2,3] .14. 为使求积公式 f (x)dx A 1f ( 3) A 2f (0) A 3f ( 3)的代数精度尽量高,应使13 3A 1 , A 2 , A 3,此时公式具有 次的代数精度。

5. n 阶方阵 A 的谱半径 ( 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 AX B 时,使迭代公式 X (k 1)MX (k)N (k 0,1,2,K )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 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A 4 2,则21L ___________ ,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l11与u11的大小关系为(选填:>,<,=,不一定)。

数值分析试题及答案

数值分析试题及答案

1. 和分别作为π的近似数具有( )和( )位有效数字. A .4和3 B .3和2 C .3和4 D .4和42. 已知求积公式()()211211()(2)636f x dx f Af f ≈++⎰,则A =( )A . 16B .13C .12D .233. 通过点()()0011,,,x y x y 的拉格朗日插值基函数()()01,l x l x 满足( )A .()00l x =0,()110l x = B .()00l x =0,()111l x =C .()00l x =1,()111l x = D .()00l x =1,()111l x =4. 设求方程()0f x =的根的牛顿法收敛,则它具有( )敛速。

A .超线性B .平方C .线性D .三次5. 用列主元消元法解线性方程组1231231220223332x x x x x x x x ++=⎧⎪++=⎨⎪--=⎩ 作第一次消元后得到的第3个方程( ).A .232x x -+= B .232 1.5 3.5x x -+=C .2323x x -+= D .230.5 1.5x x -=-单项选择题答案二、填空题(每小题3分,共15分)1. 设TX )4,3,2(-=, 则=1||||X ,2||||X = .2. 一阶均差()01,f x x =3. 已知3n =时,科茨系数()()()33301213,88C C C ===,那么()33C = 4. 因为方程()420x f x x =-+=在区间[]1,2上满足 ,所以()0f x =在区间内有根。

5. 取步长0.1h =,用欧拉法解初值问题()211yy yx y ⎧'=+⎪⎨⎪=⎩的计算公式 .填空题答案1. 9和292.()()0101f x f x x x --3. 18 4. ()()120f f < 5. ()1200.11.1,0,1,210.11k k y y k k y +⎧⎛⎫⎪ ⎪=+⎪ ⎪=+⎨⎝⎭⎪=⎪⎩得 分 评卷人三、计算题(每题15分,共60分)1. 已知函数211y x =+的一组数据:求分段线性插值函数,并计算()1.5f 的近似值.计算题1.答案()101x L x -=-()12x L x -=-()10.8L x ⎧-⎪=⎨⎪⎩()1.50.8L =2. 已知线性方程组1231231231027.21028.35 4.2x x x x x x x x x --=⎧⎪-+-=⎨⎪--+=⎩(1) 写出雅可比迭代公式、高斯-塞德尔迭代公式;(2) 对于初始值()()00,0,0X =,应用雅可比迭代公式、高斯-塞德尔迭代公式分别计算()1X(保留小数点后五位数字).计算题2.答案1.解 原方程组同解变形为 1232133120.10.20.720.10.20.830.20.20.84x x x x x x x x x =++⎧⎪=-+⎨⎪=++⎩雅可比迭代公式为()()()()()()()()()1123121313120.10.20.720.10.20.830.20.20.84m m m m m m m m m x x x x x x x x x +++⎧=++⎪⎪=-+⎨⎪=++⎪⎩(0,1...)m =高斯-塞德尔迭代法公式()()()()()()()()()1123112131113120.10.20.720.10.20.830.20.20.84m m m m m m m m m x x x x x x x x x ++++++⎧=++⎪⎪=-+⎨⎪=++⎪⎩ (0,1...)m =用雅可比迭代公式得()()10.72000,0.83000,0.84000X =用高斯-塞德尔迭代公式得()()10.72000,0.90200,1.16440X =3. 用牛顿法求方程3310x x --=在[]1,2之间的近似根 (1)请指出为什么初值应取2 (2)请用牛顿法求出近似根,精确到.计算题3.答案4. 写出梯形公式和辛卜生公式,并用来分别计算积分1011dx x +⎰.计算题4.答案四、证明题(本题10分)确定下列求积公式中的待定系数,并证明确定后的求积公式具有3次代数精确度()()()()1010hhf x dx A f h A f A f h --=-++⎰证明题答案证明:求积公式中含有三个待定系数,即101,,A A A -,将()21,,f x x x =分别代入求积公式,并令其左右相等,得一、 填空(共20分,每题2分)1. 设2.3149541...x *=,取5位有效数字,则所得的近似值x= .2.设一阶差商()()()21122114,321f x f x f x x x x --===---,()()()322332615,422f x f x f x x x x --===--则二阶差商()123,,______f x x x =3. 设(2,3,1)TX =--, 则2||||X = ,=∞||||X 。

数值分析、计算方法试题库及答案

数值分析、计算方法试题库及答案
4、设y=sinx,当取x0=1.74,x1=1.76,x2=1.78建立拉格朗日插值公式计算x=1.75的函数值时,函数值y0,y1,y2应取几位小数?
5、已知单调连续函数y=f(x)的如下数据:
xi
-0.11
0.00
1.50
1.80
f(xi)
-1.23
-0.10
1.17
1.58
若用插值法计算,x约为多少时f(x)=1。(计算时小数点后保留5位)。
《 计算方法》课程试卷A参考答案及评分标准 第2页 共3页
七(8分)、证: 的元素为 ,
因此 为对称矩阵。
记 ,则
对任意n-1维非零向量 ,作 ,记 ,则 ,
而 ,从而 为正定矩阵。
《 计算方法》课程试卷A参考答案及评分标准 第3页 共3页
课程编号:12000044北京理工大学2010-2011学年第一学期
2、用牛顿——埃尔米特插值法求满足下列表中插值条件的四次插值多项式P4(x),并写出其截断误差的表达式(设f(x)在插值区间上具有直到五阶连续导数)。
xi
0
1
2
f(xi)
1
-1
3
f’(xi)
1
5
3、对下面的线性方程组变化为等价的线性方程组,使之应用雅克比迭代法和高斯——赛德尔迭代法均收敛,写出变化后的线性方程组及雅克比迭代法和高斯——赛德尔迭代法的迭代公式,并简单说明收敛的理由。
四、填空题(2 0×2′)
15.设x=0.231是精确值x*=0.229的近似值,则x有2位有效数字。
16.设 ,‖A‖∞=___5____,‖X‖∞=__3_____,
‖AX‖∞≤_15___。
17.非线性方程f(x)=0的迭代函数x=(x)在有解区间满足|’(x)| <1,则使用该迭代函数的迭代解法一定是局部收敛的。

数值分析第5版课后答案

数值分析第5版课后答案

数值分析第5版课后答案该科目:数值分析适合年级:研究生及以上题型一:选择题1. 数值分析的主要研究对象是:A. 数值计算方法B. 数值计算机器C. 数值计算结果D. 数值计算过程2. 数值计算方法不可以解决的问题是:A. 导数的计算B. 积分的计算C. 微分方程的求解D. 等式的求解3. 下述哪个数值计算方法的计算机程序与解析方法的计算机程序相同:A. 数值逼近法B. 插值法C. 求解非线性方程的法D. 数值微积分4. 下述哪个数值计算方法不属于插值法:A. 牛顿插值法B. 拉格朗日插值法C. 分段插值法D. 辗转相消插值法5. 下述哪个数值计算方法不属于数值微积分:A. 数值积分B. 复化求积公式C. 龙贝格求积公式D. 杜汉求积公式答案:1-A、2-D、3-C、4-D、5-D题型二:填空题1. 理解复化求积公式,对于数值积分的准确度影响较大的主要有两个因素。

一是∆x的大小,这个因素可以通过增加______的数量来得到优化,即可以用增加区间的方法来降低误差;二是f(x)在所积区间上的变化率,如果f''(x)变化范围大,则误差大,误差变化规律主要是______型。

2. 当计算公式为∫f(x)dx时,为了防止舍入误差的产生,通常都采取尽可能多的方式使用对偶的数字,这种方法叫______。

3. 当使用拉格朗日插值公式求解区间[3,4]内f(x)=e^x , 求在x=3.5处的插值多项式P(x),则带入拉格朗日的插值公式,得到答案为P(3.5)=______。

4. 如果插值用的插值点的横坐标相等,这样的插值称为______插值。

5. 当区间划分的精度x越小,则时域精度τ也会________。

答案:1-∆x、振荡、2-对偶数码(Baud complement)、3-e^3.5-0.0881(2)、4-重复、5-增加。

题型三:判断题1. 龙贝格求积公式在划分区间上使用的步长是解析式算出的()。

数值分析判断题及答案

数值分析判断题及答案

判断题及答案(认为正确的在题后的括号中打√,认为错误的打×)1. 按四舍五入的原则,8.000033的具有5位有效数字的近似数是8.0000. (对)2. 在做数值计算时,为减少误差,应该尽可能的避免大数做分母。

(错)3. 计算机上将1000个数量级不同的数相加,不管次序如何结果都是一样的。

(错)4. 高精度的运算可以改善问题的病态性. (错)5. 在插值条件相同的情况下,使用Lagrange 插值法和Newton 插值法,所得到的插值多项式相同。

(对)6. 假设()(0,,)i l x i n =是Lagrange 插值基函数,则11()0,()1n n l x l x ==。

(对)7. 高次插值多项式不能令人满意的主要原因是不会出现龙格现象。

(错)8. Newton 插值方法的一个优点是在增加新的插值节点后,原来计算结果还可以使用。

(对)9.曲线拟合和插值是一回事。

(错)10.二次拟合曲线过给定的所有数据点。

(错)11.矛盾方程组的法方程组的解就是该矛盾方程组的精确解。

(错)12.Legendre 多项式()n P x 当n 是偶数时是偶函数,当n 是奇数时是奇函数。

(对)13.切比晓夫多项式所满足的递推关系是11()2()(),(1,2,)n n n T x xT x T x n +-=-=。

(对)14.假设()n T x 是[-1,1]上首项系数为1的切比晓夫多项式,()n n Q x H ∈是任一个首项系数为1的多项式,则1111max |()|max |()|n n x x T x Q x -≤≤-≤≤≤。

(对) 15.梯形公式和两点高斯公式的代数精度是一样的。

(错) 16.假设n x R ∈,则1||||||||x x ∞<。

(错) 17. 假设n n x R ⨯∈,则1||||||||x x ∞<。

(错) 18. 假设n x R ∈,则1||||||||x n x ∞<。

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判断题及答案
(认为正确的在题后的括号中打√,认为错误的打×)
1. 按四舍五入的原则,的具有5位有效数字的近似数是. (对)
2. 在做数值计算时,为减少误差,应该尽可能的避免大数做分母。

(错)
3. 计算机上将1000个数量级不同的数相加,不管次序如何结果都是一样的。

(错)
4. 高精度的运算可以改善问题的病态性. (错)
5. 在插值条件相同的情况下,使用Lagrange 插值法和Newton 插值法,所得到
的插值多项式相同。

(对) !
6. 假设()(0,,)i l x i n =是Lagrange 插值基函数,则11()0,()1n n l x l x ==。

(对)
7. 高次插值多项式不能令人满意的主要原因是不会出现龙格现象。

(错)
8. Newton 插值方法的一个优点是在增加新的插值节点后,原来计算结果还可以
使用。

(对)
9.曲线拟合和插值是一回事。

(错)
10.二次拟合曲线过给定的所有数据点。

(错)
11.矛盾方程组的法方程组的解就是该矛盾方程组的精确解。

(错) 多项式()n P x 当n 是偶数时是偶函数,当n 是奇数时是奇函数。

(对)
13.切比晓夫多项式所满足的递推关系是11()2()(),(1,2,)n n n T x xT x T x n +-=-=。

(对)

14.假设()n T x 是[-1,1]上首项系数为1的切比晓夫多项式,()n n Q x H ∈是任一个
首项系数为1的多项式,则1111
max |()|max |()|n n x x T x Q x -≤≤-≤≤≤。

(对)
15.梯形公式和两点高斯公式的代数精度是一样的。

(错)
16.假设n x R ∈,则1||||||||x x ∞<。

(错)
17. 假设n n x R ⨯∈,则1||||||||x x ∞<。

(错)
18. 假设n x R ∈,则1||||||||x n x ∞<。

(错)
19.只要矩阵n n A R ⨯∈非奇异,则求解线性方程组Ax b =的直接顺序消去法或直接
LU 分解法可以得到方程组的解。

(错)
20.对称正定的方程组总是良态的。

(错)
21.奇异矩阵的范数一定是零。

(错) &
22.如果矩阵A 对称,则1||||||||A A ∞=。

(对) 23. 1||||||||T A A ∞=。

(对)
24. 如果A 是n n ⨯的非奇异矩阵,则1()()cond A cond A -=。

(对)
25.如果线性方程组是良态的,则解线性方程组的高斯消去法可以不选主元。

(错) 迭代和Gauss-Seidel 迭代法同时收敛,并且后者比前者收敛速度快。

(错)
27. Gauss-Seidel 迭代法是SOR 迭代法的一种特殊情况。

(对)
28.如果矩阵A 是严格对角占优矩阵或者不可约对角占优,则求解线性方程组的
Jacobi 迭代和Gauss-Seidel 迭代都收敛。

(对)
29.求解正定方程组Ax b =等价于求解二次函数1()(,)(,)2x Ax x b x ϕ=-的最小点。

(对)
}
30.不动点迭代法总是线性收敛的。

(错)
31. Newton 法有可能不收敛。

(对)
32. 对应于给定特征值的特征向量是不唯一的。

(对)
33. 实矩阵的特征值一定是实数。

(对)
34. 对称矩阵的特征值一定是实数。

(对)
35. 对称正定矩阵的特征值一定大于零。

(对)
36. 反幂法可以计算在某个数附近的特征值的近似值。

(对)
37. 反幂法可以计算在矩阵按模最小的特征值的近似值。

(对) 、
38. 幂法可以计算在矩阵按模最大的特征值的近似值。

(对)
39. 求解常微分方程初值问题的局部截断误差阶等于整体截断误差的阶。

(错)
40. 改进的欧拉法就是一种龙格库塔法。

(对)

参考答案
1.(√)
2.(×)
3. (×)
4. (×)
5. (√)
6. (√)
7. (×)
8. (√)
9. (×) 10. (×)
11(×).12. (√)13.(√)14. (√)15. (×)
16. (×)17. (×)18. (×)19. (×)20. (×)
21. (×)22. (√)23. (√) 24. (√)25. (×)
26. (×)27. (√)28. 29. (√)30. (×)
31. (√)32. (√)33. (√)34. (√)35. (√)
36. (√)37. (√)38. (√)39. (×)40. (√)。

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