实验五数值积分参考答案
数值分析积分实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过数值分析的方法,研究几种常见的数值积分方法,包括梯形法、辛普森法、复化梯形法和龙贝格法,并比较它们在计算精度和效率上的差异。
通过实验,加深对数值积分理论和方法的理解,提高编程能力和实际问题解决能力。
二、实验内容1. 梯形法梯形法是一种基本的数值积分方法,通过将积分区间分割成若干个梯形,计算梯形面积之和来近似积分值。
实验中,我们选取了几个不同的函数,对积分区间进行划分,计算积分近似值,并与实际积分值进行比较。
2. 辛普森法辛普森法是另一种常见的数值积分方法,它通过将积分区间分割成若干个等距的区间,在每个区间上使用二次多项式进行插值,然后计算多项式与x轴围成的面积之和来近似积分值。
实验中,我们对比了辛普森法和梯形法的计算结果,分析了它们的精度差异。
3. 复化梯形法复化梯形法是对梯形法的一种改进,通过将积分区间分割成多个小区间,在每个小区间上使用梯形法进行积分,然后计算所有小区间积分值的和来近似积分值。
实验中,我们对比了复化梯形法和辛普森法的计算结果,分析了它们的精度和效率。
4. 龙贝格法龙贝格法是一种通过外推加速提高计算精度的数值积分方法。
它通过比较使用不同点数(n和2n)的积分结果,得到更高精度的积分结果。
实验中,我们使用龙贝格法对几个函数进行积分,并与其他方法进行了比较。
三、实验步骤1. 编写程序实现梯形法、辛普森法、复化梯形法和龙贝格法。
2. 选取几个不同的函数,对积分区间进行划分。
3. 使用不同方法计算积分近似值,并与实际积分值进行比较。
4. 分析不同方法的精度和效率。
四、实验结果与分析1. 梯形法梯形法在计算精度上相对较低,但当积分区间划分足够细时,其计算结果可以接近实际积分值。
2. 辛普森法辛普森法在计算精度上优于梯形法,但当积分区间划分较细时,计算量较大。
3. 复化梯形法复化梯形法在计算精度上与辛普森法相当,但计算量较小。
4. 龙贝格法龙贝格法在计算精度上优于复化梯形法,且计算量相对较小。
数值分析课程第五版课后习题答案
=
1 = 1.7863 × 10 − 2 。 55.982
8、当 N 充分大时,怎样求 ∫ [解]因为 ∫
N +1 N
1 dx ? 1+ x2
1 dx = arctan( N + 1) − arctan N ,当 N 充分大时为两个相近数相 1+ x2
减,设 α = arctan( N + 1) , β = arctan N ,则 N + 1 = tan α , N = tan β ,从而 tan(α − β ) = 因此 ∫
5、计算球体积要使相对误差限为 1%,问度量半径 R 允许的相对误差是多少? 4 ε * ( π (R* )3 ) 4 3 [解]由 1% = ε r* ( π ( R * ) 3 ) = 可知, 4 3 * 3 π (R ) 3 ′ 4 4 4 ε * ( π ( R * ) 3 ) = 1% × π ( R * ) 3 = π ( R * ) 3 ε * ( R * ) = 4π ( R * ) 2 × ε * ( R * ) , 3 3 3
ε * ( y n ) = 10ε * ( y n −1 ) = 10 n ε * ( y 0 ) ,
1 1 从而 ε * ( y10 ) = 1010 ε * ( y 0 ) = 1010 × × 10 − 2 = × 10 8 ,因此计算过程不稳定。 2 2 12、计算 f = ( 2 − 1) 6 ,取 2 ≈ 1.4 ,利用下列公式计算,哪一个得到的结果最 好? 1 ( 2 + 1)
* r
x= x
*
ε ( x * ) = n( x * ) n −1 2% x * = 2n% ⋅ x * ,
数值分析第五章实习题答案
数值分析第五章实习题答案数值分析第五章实习题答案数值分析是一门研究如何使用计算机来解决数学问题的学科。
在数值分析的学习过程中,实习题是非常重要的一部分,通过实习题的练习,可以帮助我们巩固所学的知识,并且提高我们的解题能力。
本文将为大家提供数值分析第五章实习题的答案,希望对大家的学习有所帮助。
第一题:求下列方程的一个正根,并用二分法和牛顿法分别计算根的近似值。
方程:x^3 - 3x + 1 = 0解答:首先,我们可以通过绘制函数图像来初步估计方程的根的范围。
根据图像,我们可以大致确定根在区间[0, 2]之间。
接下来,我们使用二分法来计算根的近似值。
根据二分法的原理,我们将区间[0, 2]等分为两部分,然后判断根在哪一部分。
不断重复这个过程,直到找到根的近似值。
具体计算过程如下:- 将区间[0, 2]等分为两部分,得到中点x = 1。
- 计算方程在x = 1处的函数值f(1) = -1。
- 根据函数值的正负性,我们可以确定根在区间[1, 2]之间。
- 将区间[1, 2]等分为两部分,得到中点x = 1.5。
- 计算方程在x = 1.5处的函数值f(1.5) = 1.375。
- 根据函数值的正负性,我们可以确定根在区间[1, 1.5]之间。
- 重复以上步骤,直到找到根的近似值。
最终得到根的近似值为x ≈ 1.365。
接下来,我们使用牛顿法来计算根的近似值。
牛顿法是一种迭代法,通过不断逼近根的位置来计算根的近似值。
具体计算过程如下:- 选择初始近似值x0 = 1。
- 计算方程在x = 1处的函数值f(1) = -1。
- 计算方程在x = 1处的导数值f'(1) = 4。
- 利用牛顿法的迭代公式x1 = x0 - f(x0)/f'(x0),我们可以得到x1 ≈ 1.333。
- 重复以上步骤,直到找到根的近似值。
最终得到根的近似值为x ≈ 1.365。
通过二分法和牛顿法,我们分别得到了方程x^3 - 3x + 1 = 0的一个正根的近似值为x ≈ 1.365。
数学实验报告数值积分
0.0003*x^5+0.0303*x^4+0.1236*x^3+0.0296*x^2+0.9901*x^1+0.00 13*x^0 把 x=0.596 带入得到: F(0.596)=0.63192 绘制图像有:
求拉格朗日插项式,并由此求出 f(0.596)的近似值 问题分析: 对于已知的 n 个数据点 (x1,y1) , (x2,y2) , (x3,y3) …… ( xn,yn ) , 总可 以唯 一 确定 一 条 n-1 次 y=a(0)+a(1)x+a(2)x^2+a(3) x^3+…… +a(n-1)x^( n-1) 。因为 n 个数据点都在曲线上,所以
(−1 < x ≤ 1)
令 x = 1,即 ln 2 = 1 − 1 + 1 − 1 ++ (−1) n−1 1 + ;其误差为
2 3 4 n
Rn = ln 2 − S n = (−1) n
1 1 1 1 1 + (−1) n+1 + = − + < n +1 n + 2 n +1 n +1 n+2
程序编写 1: clc;clear; n=0; r=1; p=0; k=-1; while r>=1.0e-5 n=n+1; k=k*(-1); p=p+k/n; r=abs(k/n); fprintf('n=%.0f,p=%.10f\n',n,p1); end
-2-
数学实验报告----------------------------------------------------------------能动 04 吴建东
微分方程数值解第五章答案
微分⽅程数值解第五章答案第五章1,0,0, (,0)1/2,0,0,0.x u uu x x t x x ?>?1. 对初值问题=2试分别⽤左偏⼼格式、LW 格式计算其数值解u , k =1,2,3,4, 取/1/h τ=.k 解: 矩形⽹格剖分区域. 取空间步长h , 时间步长τ的矩形⽹格剖分区域, ⽤节点表⽰坐标点0,1,2,...;j =±±(,)j k (,)(,)j k x t jh k τ=, 0,1,2,3,4.k =0=+???kjk j x u t u (1)左偏⼼格式:,在t 上⽤向前差商,x 上⽤向后差商,得011=?++hu u u u kj k j k jk j τ中国地质⼤学(北京)廉海荣编 1,因为2/1/=h τ,整理得到k j k j k ju u u 212111+=?+ 把已知条件离散成,则可以根据下⼀层求上⼀层的值得到,=1,2,3,4,下图中节点处值即为求出来的值:>=<0,00,2/10,1j j j =0j u k k u k uLW 格式: )2(2)(21122111kj k j k j k j k j k jk ju u u r a u u ar u u++=+++ 在本题中,2/1/,1===h r a τ,整理得到:中国地质⼤学(北京)廉海荣编 2k j k j k j k ju u u u 111814383+?+?+=,同理可根据边值条件,根据下⼀层求上⼀层的值得到,k =1,2,3,4,下图中节点处值即为求出来的值:>=<0,00,2/10,1j j j =0j u k u k u0, 0,0x<, u(x,0)=(x), 0x<, u(0,t)=(t), 0. u u a t T t x t T ?ψ+=<≤<∞?≤∞??≤≤??中国地质⼤学(北京)廉海荣编32. 试对初边值问题其中建⽴以下差分格式 0a >111102k k k k j jj j u u u u ahτ+++++=1,(a )1111111()222k k k k k kj jj j j j u u u u u u a h hτ++++?+++(b )0=. 试分析它们的稳定性。
数值分析第五版答案(全)
第一章 绪论1.设0x >,x 的相对误差为δ,求ln x 的误差。
解:近似值*x 的相对误差为*****r e x xe x x δ-=== 而ln x 的误差为()1ln *ln *ln **e x x x e x =-≈进而有(ln *)x εδ≈2.设x 的相对误差为2%,求n x 的相对误差。
解:设()nf x x =,则函数的条件数为'()||()p xf x C f x = 又1'()n f x nx-=, 1||n p x nx C n n-⋅∴== 又((*))(*)r p r x n C x εε≈⋅且(*)r e x 为2]((*))0.02n r x n ε∴≈3.下列各数都是经过四舍五入得到的近似数,即误差限不超过最后一位的半个单位,试指出它们是几位有效数字:*1 1.1021x =,*20.031x =, *3385.6x =, *456.430x =,*57 1.0.x =⨯解:*1 1.1021x =是五位有效数字; *20.031x =是二位有效数字; *3385.6x =是四位有效数字; *456.430x =是五位有效数字; *57 1.0.x =⨯是二位有效数字。
4.利用公式求下列各近似值的误差限:(1) ***124x x x ++,(2) ***123x x x ,(3) **24/x x .其中****1234,,,x x x x 均为第3题所给的数。
解: {*41*32*13*34*151()1021()1021()1021()1021()102x x x x x εεεεε-----=⨯=⨯=⨯=⨯=⨯***124***1244333(1)()()()()1111010102221.0510x x x x x x εεεε----++=++=⨯+⨯+⨯=⨯ ***123*********123231132143(2)()()()()1111.10210.031100.031385.610 1.1021385.6102220.215x x x x x x x x x x x x εεεε---=++=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯⨯≈**24****24422*4335(3)(/)()()110.0311056.430102256.43056.43010x x x x x x xεεε---+≈⨯⨯+⨯⨯=⨯=5计算球体积要使相对误差限为1,问度量半径R 时允许的相对误差限是多少 解:球体体积为343V R π=则何种函数的条件数为23'4343p R V R R C V R ππ===(*)(*)3(*)r p r r V C R R εεε∴≈=又(*)1r V ε=%1:故度量半径R 时允许的相对误差限为εε(ε∗)=13∗1%=13006.设028Y =,按递推公式1n n Y Y -=(n=1,2,…)计算到100Y 27.982≈(5位有效数字),试问计算100Y 将有多大误差解:1n n Y Y -=10099Y Y ∴=9998Y Y =9897Y Y =……10Y Y =依次代入后,有1000100Y Y =- %即1000Y Y =27.982≈, 100027.982Y Y ∴=-*310001()()(27.982)102Y Y εεε-∴=+=⨯100Y ∴的误差限为31102-⨯。
丁丽娟《数值计算方法》五章课后实验题答案(源程序很详细,且运行无误)
丁丽娟《数值计算方法》五章课后实验题答案(源程序都是自己写的,很详细,且保证运行无误)我做的五章数值实验作业题目如下:第二章:1、2、3、4题第三章:1、2题第四章:1、2题第六章:2、3题第八章:1、2题第二章1:(1)对A进行列主元素三角分解:function [l u]=myfun(A)n=size(A);for k=1:nfor i=k:nsum=0;m=k;for j=1:(k-1)sum=sum+A(i,j)*A(j,k);ends(i)=A(i,k)-sum;if abs(s(m))<abs(s(i))m=i;endendfor j=1:nc=A(m,j);A(m,j)=A(k,j);A(k,j)=c;endfor j=k:nsum=0;for r=1:(k-1)sum=sum+A(k,r)*A(r,j);endu(k,j)=A(k,j)-sum;A(k,j)=u(k,j);endfor i=1:nl(i,i)=1;endfor i=(k+1):nsum=0;for r=1:(k-1)sum=sum+A(i,r)*u(r,k);endl(i,k)=(A(i,k)-sum)/u(k,k);A(i,k)=l(i,k);endend求A的列主元素三角分解:>>A=[1 1 1 1 1;1 2 3 4 5;1 3 6 10 15;1 4 10 20 35;1 5 15 35 70]; >>[L,U]=myfun(A)结果:L =1.0000 0 0 0 01.0000 1.0000 0 0 01.0000 0.5000 1.0000 0 01.0000 0.7500 0.7500 1.0000 01.0000 0.2500 0.7500 -1.0000 1.0000U =1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.00000 4.0000 14.0000 34.0000 69.00000 0 -2.0000 -8.0000 -20.50000 0 0 -0.5000 -2.37500 0 0 0 -0.2500(2)求矩阵的逆矩阵A-1:inv(A)结果为:ans =5 -10 10 -5 1-10 30 -35 19 -410 -35 46 -27 6-5 19 -27 17 -41 -4 6 -4 1(3)检验结果:E=diag([1 1 1 1 1])A\Eans =5 -10 10 -5 1-10 30 -35 19 -410 -35 46 -27 6-5 19 -27 17 -41 -4 6 -4 1 2:程序:function d=myfun(a,b,c,d,n)for i=2:nl(i)=a(i)/b(i-1);a(i)=l(i);u(i)=b(i)-c(i-1)*a(i);b(i)=u(i);y(i)=d(i)-a(i)*d(i-1);d(i)=y(i);endx(n)=d(n)/b(n);d(n)=x(n);for i=(n-1):-1:1x(i)=(d(i)-c(i)*d(i+1))/b(i);d(i)=x(i);end求各段电流量程序:for i=2:8endb=[2 5 5 5 5 5 5 5];c=[-2 -2 -2 -2 -2 -2 -2];V=220;R=27;d=[V/R 0 0 0 0 0 0 0];n=8;I=myfun(a,b,c,d,n)运行程序得:I =8.1478 4.0737 2.0365 1.0175 0.5073 0.2506 0.1194 0.04773:(1)求矩阵A和向量b的matlab程序:function [A b]=myfun(n)for i=1:nX(i)=1+0.1*i;endfor i=1:nfor j=1:nA(i,j)=X(i)^(j-1);endfor i=1:nb(i)=sum(A(i,:));end求n=5时A1,b1及A1的2-条件数程序运行结果如下:n=5;[A1,b1]=myfun(n)A1 =1.0000 1.1000 1.2100 1.3310 1.46411.0000 1.2000 1.4400 1.72802.07361.0000 1.3000 1.69002.1970 2.85611.0000 1.4000 1.96002.74403.84161.0000 1.50002.25003.3750 5.0625 b1 =6.10517.4416 9.0431 10.9456 13.1875cond2=cond(A1,2)cond2 =5.3615e+005求n=10时A2,b2及A2的2-条件数程序运行结果如下:n=10;[A2,b2]=myfun(n)A2 =1.0000 1.1000 1.2100 1.3310 1.4641 1.6105 1.7716 1.94872.1436 2.35791.0000 1.2000 1.4400 1.72802.0736 2.4883 2.98603.58324.29985.15981.0000 1.3000 1.69002.1970 2.85613.71294.8268 6.2749 8.1573 10.60451.0000 1.4000 1.96002.74403.8416 5.3782 7.5295 10.5414 14.7579 20.66101.0000 1.50002.25003.3750 5.0625 7.5938 11.3906 17.0859 25.6289 38.44341.0000 1.60002.5600 4.0960 6.5536 10.4858 16.7772 26.8435 42.9497 68.71951.0000 1.70002.8900 4.9130 8.3521 14.1986 24.1376 41.0339 69.7576 118.58791.0000 1.8000 3.2400 5.8320 10.4976 18.8957 34.0122 61.2220 110.1996 198.35931.0000 1.9000 3.6100 6.8590 13.0321 24.7610 47.0459 89.3872 169.8356 322.68771.00002.0000 4.0000 8.0000 16.0000 32.0000 64.0000 128.0000 256.0000 512.0000b2 =1.0e+003 *0.0159 0.0260 0.0426 0.0698 0.1133 0.1816 0.2866 0.4451 0.6801 1.0230cond2=cond(A2,2)cond2 =8.6823e+011求n=20时A3,b3及A3的2-条件数程序运行结果如下:n=20;[A3,b3]=myfun(n)A3 =1.0e+009 *Columns 1 through 100.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000Columns 11 through 200.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0001 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0001 0.0001 0.0002 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0001 0.0001 0.0003 0.0005 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0001 0.0001 0.0003 0.0006 0.0013 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0001 0.0001 0.0003 0.0007 0.0015 0.0032 0.0000 0.0000 0.0000 0.0001 0.0001 0.0003 0.0006 0.0014 0.0032 0.0075 0.0000 0.0000 0.0000 0.0001 0.0002 0.0005 0.0012 0.0029 0.0070 0.0167 0.0000 0.0000 0.0001 0.0001 0.0004 0.0009 0.0023 0.0058 0.0146 0.0364 0.0000 0.0000 0.0001 0.0002 0.0006 0.0017 0.0044 0.0113 0.0295 0.0766 0.0000 0.0001 0.0002 0.0004 0.0011 0.0030 0.0080 0.0215 0.0581 0.1570 0.0000 0.0001 0.0002 0.0007 0.0018 0.0051 0.0143 0.0400 0.1119 0.31330.0000 0.0001 0.0004 0.0010 0.0030 0.0086 0.0250 0.0726 0.2105 0.61030.0001 0.0002 0.0005 0.0016 0.0048 0.0143 0.0430 0.1291 0.3874 1.1623b3 =1.0e+009 *Columns 1 through 100.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0001 0.0002 0.0004 0.0010Columns 11 through 200.0025 0.0059 0.0132 0.0287 0.0606 0.1246 0.2494 0.4874 0.9316 1.7434cond2=cond(A3,2)cond2 =3.2395e+022由上述运行结果可知:它们是病态的,而且随着n的增大,矩阵的病态变得严重。
数值分析第五版全答案chap4
第四章数值积分与数值微分1.确定下列求积公式中的特定参数,使其代数精度尽量高,并指明所构造出的求积公式所具有的代数精度:h(1)f(x)dx A f(h)A f(0)A f(h);101h2h(2)f(x)dx A f(h)A f(0)A f(h);10 1 2h1(3)f(x)dx[f(1)2f(x)3f(x)]/3;121h2(4)f(x)dx h[f(0)f(h)]/2ah[f(0)f(h)];解:求解求积公式的代数精度时,应根据代数精度的定义,即求积公式对于次数不超过m的多项式均能准确地成立,但对于m+1次多项式就不准确成立,进行验证性求解。
(1)若h(1)f(x)dx A f(h)A f(0)A f(h)101 h令f(x)1,则2h A A A101令f(x)x,则0A h A h11令2f(x)x,则2 3322h h A h A11从而解得4A h31A h131A h13令3f(x)x,则h h3f(x)dx x dx0 hhA1f(h)A0f(0)A1f(h)0 h故h f(x)dx A f(h)A f(0)A f(h)成立。
101令4f(x)x,则h h452f(x)dx x dx h hh52A f(h)A f(0)A f(h)h10135故此时,hh f(x)dx A f(h)A f(0)A f(h)101h故h f(x)dx A f(h)A f(0)A f(h)101具有3次代数精度。
2h (2)若2h f(x)dx A f(h)A f(0)A f(h)101令f(x)1,则4h A A A101令f(x)x,则0A h A h11令2f(x)x,则16 3322h h A h A11从而解得4A h38A h138A h13令3f(x)x,则2h2h3f(x)dx x dx0 2h2hA1f(h)A0f(0)A1f(h)0 2h故2h f(x)dx A f(h)A f(0)A f(h)成立。
数值方法课后习题答案第8章
第八章 数值积分习题8-12.已知函数表x 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6f(x) 3.12014 4.42569 6.042418.0301410.46675试用牛顿—柯特斯公式计算4.推导n=3时牛顿—柯特斯公式,并推导误差公式。
习题8-21.分别用复化梯形公式和复化辛普生公式计算积分,并比较结果。
x00.06250.1250.18750.250.31250.37500.0156100.0311280.0464670.615380.0762630.0905660.43750.50.56250.6250.68750.750.81250.10438 0.1176470.1303170.1423490.1537120.1643840.1743500.8750.937510.183607 0.1921540.23.用复化梯形公式求 n=5并估计误差。
解:22x sin x sin x1/(1+ sin x) 00010.20.19866930.0.946950.9620292 0.40.38941830.15164660.8683219 0.50.47942550.22984880.8131081 0.60.56464250.31882120.75825290.80.71735610.51459980.66024041.00.84147100.70807340.5854549习题8-42.n+1个节点的高斯型积分公式的代数精度是多少?会超过2n+1次吗?为什么?n+1个节点的高斯型积分公式的代数精度是2n+1次,不能再增高,因为n+1个节点的高斯型积分公式只有2n+2个自由度,2n+1次多项式恰有2n+2个系数需待定。
3.以二点积分公式为例,说明即使把积分上下限也作为待定系数,也无法构造出具有2n次代数精度的积分公式。
(n为节点个数)上下限必须相等,说明无法构造出一个积分公式达到4 次代数精度。
数值计算方法课后习题答案吕同富
数值计算方法课后习题答案吕同富【篇一:《数值计算方法》(二)课程教学大纲】txt>课程编号: l124008课程类别:专业必修学分数: 3 学时数:48 适用专业:信息与计算科学应修(先修)课程:数学分析、高等代数一、本课程的地位和作用数值分析(二)为数值分析课程的第二部分,它是信息与计算科学专业的一门专业必修课。
主要内容包括函数最佳逼近、数值积分、数值微分、常微分方程数值解法。
通过本课程的学习,学生将初步具备用计算机去有效地解决实际问题的能力。
二、本课程的教学目标通过本课程的学习,使学生了解和掌握求解函数最佳逼近、数值积分、数值微分、常微分方程等问题所涉及的各种常用的数值计算方法、数值方法的构造原理及适用范围。
本课程坚持理论与实践教学并重的原则,理论上主要讲述求解函数最佳逼近、数值积分、数值微分、常微分方程等问题的基本理论和基本方法。
与此同时,通过上机实验加深学生对各种计算方法的理解,为今后用计算机去有效地解决实际问题打下基础。
三、课程内容和基本要求(“*”记号标记难点内容,“▽”记号标记重点内容,“▽*”记号标记既是重点又是难点的内容)第六章函数最佳逼近 1.教学基本要求(1)理解:几类常用的正交多项式。
(2)掌握:最佳一致逼近和最佳平方逼近。
(3)掌握:曲线拟合的最小二乘法。
2.教学内容(1)*正交多项式。
(2)▽*最佳一致逼近。
(3)▽最佳平方逼近。
(4)正交多项式的逼近性质。
(5)▽曲线拟合的最小二乘法。
第七章数值积分 1.教学基本要求(1)理解:机械求积公式的基本思想、插值型求积公式的特点。
(2)掌握:newton-cotes求积公式、复合求积公式。
(3)掌握:romberg求积公式、gauss求积公式。
2.教学内容(1)*机械求积公式。
(2)▽newton-cotes求积公式。
(3)▽复合求积公式。
(4)变步长求积公式。
(5)▽romberg求积公式。
(6)▽*gauss求积公式第八章数值微分 1.教学基本要求(1)了解:数值微分的中点法。
数值分析第五版答案_1
数值分析第五版答案第一章绪论1.设x0,x的相对误差为,求lnx的误差。
e*x*x x*x*1e* 而lnx的误差为e lnx*lnx*lnx x**解:近似值x的相对误差为=er*进而有(lnx*)2.设x的相对误差为2%,求x的相对误差。
解:设f(x)xn,那么函数的条件数为Cp|nxf’(x)| f(x)又f’(x)nxn1x nxn 1|n , Cp|n又r((x*)n)Cp r(x*)且er(x*)为2r((x*)n)0.02n3.以下各数都是经过四舍五入得到的近似数,即误差限不超过最后一位的半个单位,试指*****出它们是几位有效数字:x17 1.0. 1.1021,x20.031, x3385.6, x456.430,x5 *解:x1 1.1021是五位有效数字;*x20.031是二位有效数字;*x3385.6是四位有效数字;*x456.430是五位有效数字;*x57 1.0.是二位有效数字。
*****4.利用公式(2.3)求以下各近似值的误差限:(1) x1x2x4,(2) x1. x2x3,(3) x2/x4****其中x1均为第3题所给的数。
,x2,x3,x4***解:121*(x2)10 321*(x3)10 1 21*(x4)10 321*(x5)10 12(x1*)10 4***(1)(x1x2x4)***(x1)(x2)(x4)111433*********1.0510 3***(2)(x1x2x3)*********x1x2(x3)x2x3(x1)x1x3(x2)1110.0311010.031385.6104 1.1021385.610 32220.215**(3)(x2/x4)****x2(x4)x4(x2)x*24110.03110356.43010 356.43056.43010 54R3 3 5计算球体积要使相对误差限为1,问度量半径R时允许的相对误差限是多少?解:球体体积为V那么何种函数的条件数为R V’R4R2Cp 3 V R33r(V*)Cp r(R*)3r(R*)又r(V*) 1故度量半径R时允许的相对误差限为r(R*)6.设Y028,按递推公式Yn Yn1110.33 3 〔n=1,2,…〕计算到Y10027.982〔5位有效数字〕,试问计算Y100将有多大误差?解:Yn Yn1Y100Y99Y99Y98Y98Y97……Y1Y0依次代入后,有Y100Y0100即Y100Y027.982, Y100Y027.9821*(Y100)(Y0)(27.982)10 3 21Y100的误差限为103。
数学实验实验报告五答案
实验五实验项目名称:线性方程组的数值解法实验内容:1.编写雅可比迭代和高斯-赛德尔迭代的程序。
雅可比迭代:function x=yakebi(a,b,x0)D=diag(diag(a));L=-tril(a,-1);U=-triu(a,1);invD=inv(D);B=invD*(L+U);f=invD*b;e0=Inf;while 1x1=B*x0+f;E=x1-x0;e1=mean(abs(E));if e1<1e-6x=x1;break;endif e1>e0x=0;endx0=x1;e0=e1;end高斯—赛德尔迭代:function x=gaosi(a,b,x0) D=diag(diag(a));L=-tril(a,-1);U=-triu(a,1);invDL=inv(D-L);B=invDL*U;f=invDL*b; e0=Inf;while 1x1=B*x0+f;E=x1-x0;e1=mean(abs(E));if e1<1e-6x=x1;break;endif e1>e0x=0;endx0=x1;e0=e1;end2.教材144页习题1;对以下方程组用以下方法求解:左除命令LU分解雅可比迭代和高斯——赛德尔迭代(取相同的初值x(0)=(1 1 1)T,分析收敛性)【方程组a源程序】a=[1,-9,-10;-9,1,5;8,7,1];b=[-1,0,4]';x0=[1,1,1]';x1=a\b[L,U]=lu(a);y=L\b;x2=U\yx3=yakebi(a,b,x0)x4=gaosi(a,b,x0)运行结果:x1 =-0.45111.2383-1.0596x2 =-0.45111.2383-1.0596x3 =0x4 =0【方程组b源程序】a=[5,-1,-3;-1,2,4;-3,4,15];b=[-1,0,4]';x0=[1,1,1]';x1=a\b[L,U]=lu(a);y=L\b;x2=U\yx3=yakebi(a,b,x0) x4=gaosi(a,b,x0) 运行结果:x1 =-0.0984-1.16390.5574 x2 =-0.0984-1.16390.5574x3 =-0.0984-1.16390.5574 x4 =-0.0984-1.1639 0.5574【方程组c源程序】a=[10,4,5;4,10,7;5,7,10]; b=[-1,0,4]';x0=[1,1,1]';x1=a\b[L,U]=lu(a);y=L\b;x2=U\yx3=yakebi(a,b,x0)x4=gaosi(a,b,x0)运行结果:x1 =-0.3658-0.51320.9421 x2 =-0.3658-0.51320.9421 x3 =0x4 =-0.3658-0.51320.94213.教材145页习题4;输电网络:一种大型输电网络可以简化为图所示电路,其中R1,R2,...,Rn表示负载电阻,r1,r2,...,rn,表示线路内阻,I1,I2,...,In表示负载上的电流。
【MATLAB】实验五:数值微积分与方程数值求解
实验五 数值微积分与方程数值求解一、实验目的1. 掌握求数值导数和数值积分的方法。
2. 掌握代数方程数值求解的方法。
3. 掌握常微分方程数值求解的方法。
二、实验内容要求:命令手工 ( )输入1. 求函数在指定点的数值导数。
232()123,1,2,3026x x x f x x x x x==2. 用数值方法求定积分。
(1) 210I π=⎰的近似值。
(2) 2220ln(1)1x I dt xπ+=+⎰3. 分别用三种不同的数值方法解线性方程组。
6525494133422139211x y z u x y z u x y z u x y u +-+=-⎧⎪-+-=⎪⎨++-=⎪⎪-+=⎩4. 求非齐次线性方程组的通解。
1234123412342736352249472x x x x x x x x x x x x +++=⎧⎪+++=⎨⎪+++=⎩解:先建立M 函数文件,然后命令窗口中写命令。
121/119/112/115/111/1110/11100010X k k --⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎢⎥⎢⎥=++⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦,其中12,k k 为任意常数。
5. 求代数方程的数值解。
(1) 3x +sin x -e x =0在x 0=1.5附近的根。
(2) 在给定的初值x 0=1,y 0=1,z 0=1下,求方程组的数值解。
23sin ln 70321050y x y z x z x y z ⎧++-=⎪+-+=⎨⎪++-=⎩ans =1289/6826. 求函数在指定区间的极值。
(1) 3cos log ()xx x x x f x e ++=在(0,1)内的最小值。
(2) 33212112122(,)2410f x x x x x x x x =+-+在[0,0]附近的最小值点和最小值。
(以下选作题,是微分方程的数值解)7. 求微分方程的数值解。
x 在[1.0e-9,20]2250(0)0'(0)0xd y dy y dx dx y y ⎧-+=⎪⎪⎪=⎨⎪=⎪⎪⎩解:M 文件:运行结果:8. 求微分方程组的数值解,并绘制解的曲线。
数值积分期末试题及答案
数值积分期末试题及答案正文部分:假设我们已经学习了数值积分的基本概念和常用方法,下面是一份数值积分的期末试题及答案,希望对大家复习和巩固知识有所帮助。
题目1:计算定积分 $\int_{0}^{1} \frac{e^x}{x^2+1} dx$ 的数值近似值,保留小数点后4位。
解答1:首先,我们可以使用复化梯形公式进行数值积分。
将积分区间$[0,1]$ 分成 $n$ 个小区间,每个小区间的宽度为 $h=\frac{1}{n}$,则复化梯形公式的数值近似值为:$I_n = \frac{h}{2} \left[f(x_0)+2\sum_{i=1}^{n-1}f(x_i)+f(x_n)\right]$ ,其中 $x_0$ 和 $x_n$ 分别为积分区间的起点和终点,$x_i$ 为每个小区间的中点。
对于本题,我们可以取 $n=10$ 来进行计算。
首先,计算出每个小区间的中点坐标,并代入函数 $f(x)=\frac{e^x}{x^2+1}$ 的值,然后进行求和。
最后乘以 $\frac{h}{2}$ 得到数值近似值。
经过计算,得到结果为 $I_{10} \approx 1.8951$。
因此,定积分 $\int_{0}^{1} \frac{e^x}{x^2+1} dx$ 的数值近似值为约 $1.8951$。
题目2:对于函数 $f(x)=x^2$,计算定积分 $\int_{0}^{10} \sqrt{1+(f'(x))^2}dx$ 的数值近似值,保留小数点后4位。
解答2:本题要求计算函数 $f(x)=x^2$ 在区间 $[0,10]$ 上的弧长。
根据定义,弧长的数值近似值可以使用复化梯形公式进行计算。
首先,需要计算出 $f'(x)$ 的值。
对 $f(x)$ 求导得到 $f'(x)=2x$。
然后,将 $f'(x)$ 的值代入到 $\sqrt{1+(f'(x))^2}$ 中,并记作$g(x)=\sqrt{1+(f'(x))^2}$。
数值分析第五版上机实验答案实验一~实验六
实验一Lagrange插值算法实验目的:掌握拉格朗日(Lagrange)插值算法的基本原理,理解插值基函数的性质,掌握基本的误差概念。
学习用计算机语言编写程序实现算法。
[参考程序]#include "stdio.h"//定义插值节点及所求点数据,根据题目不同而修改double x[]={0.32,0.34,0.36};double y[]={0.314567,0.333487,0.352274};double xx=0.3367;// Lagrange插值算法函数,利用循环计算具有对称性的基函数和最终结果double Lagrange(double xxx,int n){int i;double result=0,temp;for(i=0;i<=n;i++){temp=1;for(int j=0;j<= n;j++){if(j!=i){temp=temp*(xxx-x[j])/(x[i]-x[j]);}}result=result+temp*y[i];}return result;}void main(){int n;printf("Please input n:");scanf("%d",&n);printf("Sin(%f) = %f \n",xx,Lagrange(xx,n));}实验二Newton均差插值算法实验目的:掌握Newton均差插值算法的基本原理,理解均差的概念,掌握均差表的计算方法。
学习用计算机语言编写程序实现算法。
[参考程序]#include "stdio.h"#define N 10double f[N][N];//定义插值节点及所求点数据,根据题目不同而修改double x[]={0.4,0.55,0.65,0.80,0.90,1.05};double y[]={0.41075,0.57815,0.69675,0.88811,1.02652,1.25382};double fx(int i,int j);double S(int start,int end,double xx);main(){int loopi,loopj,n;double result,xx;scanf("%d",&n);scanf("%lf",&xx);for(loopi=0;loopi<=n;loopi++){//零阶均差作为均差表二维数组的第0列f[loopi][0]=y[loopi];}//循环计算均差表中的所有数据for(loopi=1;loopi<=n;loopi++){for(loopj=1;loopj<=loopi;loopj++){f[loopi][loopj]=fx(loopi,loopj);}}result=S(0,n,xx);printf("Result is: %f",result);return 1;}//求均差的函数double fx(int i,int j){if(j==0){return f[i][j];}else{//这种表示方法需要注意两个x的下标return (fx(i,j-1)-fx(i-1,j-1))/(x[i]-x[i-j]);}}//用秦九韶算法计算插值多项式结果double S(int start,int end,double xx){if(start==end){return f[end][end];}else{return (S(start+1,end,xx)*(xx-x[start])+f[start][start]);}}实验三Newton差分插值算法实验目的:掌握Newton差分插值算法的基本原理,理解差分的概念,掌握差分表的计算方法。
数值积分上机实验报告
一、实验目的1. 理解数值积分的概念及其在实际应用中的重要性;2. 掌握数值积分的常用方法,如梯形法、辛普森法、高斯法等;3. 利用计算机编程实现数值积分算法,提高编程能力;4. 分析不同数值积分方法在精度和效率方面的差异。
二、实验内容1. 实现梯形法、辛普森法和高斯法;2. 对给定函数进行数值积分,比较不同方法的精度和效率;3. 分析误差来源,提出改进措施。
三、实验环境1. 操作系统:Windows 102. 编程语言:Python3. 数值计算库:NumPy四、实验步骤1. 实现梯形法:```pythonimport numpy as npdef trapezoidal_rule(f, a, b, n):h = (b - a) / nresult = 0.5 (f(a) + f(b))for i in range(1, n):result += f(a + i h)result = hreturn result```2. 实现辛普森法:```pythondef simpson_rule(f, a, b, n):h = (b - a) / nresult = f(a) + f(b)for i in range(1, n):if i % 2 == 1:result += 4 f(a + i h)else:result += 2 f(a + i h)result = h / 3return result```3. 实现高斯法:```pythondef gauss_quadrature(f, a, b, n):x = np.linspace(a, b, n)w = 2 (b - a) / (3 n) np.ones(n)return np.dot(w, f(x))```4. 对给定函数进行数值积分,比较不同方法的精度和效率:```pythondef f(x):return np.sin(x)a = 0b = np.pin = 10result_trapezoidal = trapezoidal_rule(f, a, b, n)result_simpson = simpson_rule(f, a, b, n)result_gauss = gauss_quadrature(f, a, b, n)print("梯形法结果:", result_trapezoidal)print("辛普森法结果:", result_simpson)print("高斯法结果:", result_gauss)```5. 分析误差来源,提出改进措施:通过比较梯形法、辛普森法和高斯法的结果,我们可以发现高斯法在精度和效率方面都优于梯形法和辛普森法。
实验五 数值积分参考答案.doc
5 . (广义积分)计算广|sec3xdx一实验目的:1加深理解积分理论中分割、近似、求和、取极限的思想方法;2 了解定积分近似计算的矩形法、梯形法与抛物线法;3会用MATLAB语言编写求定积分近似值的程序,会用MALAB中的命令求定积分。
二实验准备素材见附件。
三实验内容1.(不定积分)用int计算下列不定积分,并用diff验证「p dx ( dx rJxsin/dx J 仃忘J 771 Jarcsinxdx2.(定积分)用trapz,int计算下列定积分(里卜Fx『e* sin(2x)dx dx3.(椭圆的周长)用定积分的方法计算椭圆9 4 的周长jj(l + 兀 + y)dxdy4.(二重积分)计算积分%2+/-2^ syms x;g 1 =int(x. *sin(x). *sin(x))gl = x*(-l/2*cos(x)*sin(x)+l/2*x)+l/4*sin(x)A2-l/4*x A2 clear;syms x;dl=diff(x*(-l/2*cos(x)*sin(x)+l/2*x)+l/4*sin(x)A2-l/4*x A2)syms x;eg2)必g2=int(l/(l +cos(x)))g2 =tan(l/2*x)clear;syms x;d2=diff(tan( l/2*x))syms x;g3=int( l/(exp(x)+1))g3 =log(exp(x))-log(exp(x)+1)clear;syms x;d3=diff(exp(x))-log(exp(x)+l))syms x;g4=int(finverse(sin(x)))g4 =x*asin(x)+(l -x A2)A(l/2)clear;syms x;d4=diff(x*asin(x)+( 1 -x A2)A(l/2))syms x;g5=int(sec(x).A3)g5 =l/2/cos(x)A2*sin(x)+l/2*log(sec(x)+tan(x)) clear;syms x;d5=diff(l/2/cos(x)A2*sin(x)+l/2*log(sec(x)+tan(x))) 7.2x=10e-100:0.001:l;y=sin(x)./x;trapz(x,y)clear all;syms x;int('sin(x)/x',x,O,l) x=0:0.001:l;y=x.A x;trapz(x,y)clear all;syms x;syms esp;x 1 =log(esp) ;x2=log(l);int('exp(x);x,x 1 ,x2)注释:根据公式x.A x=exp(x*log(x)) clear all;syms x;x 1 =log(l Oe-100) ;x2=log(l);int('exp(x);x,x 1 ,x2) x=0:0.001:2*pi; y=exp(x). *sin(2 *x); trapz(x,y) clear all;syms x; int('exp(x)*sin(2*x)',x,0,2*pi) x=0:0.001:l;y=exp(-x.*x);trapz(x,y) clear all;syms x;int('exp(-x*x)',x,0,1)7.3syms x;int('(4*sqrt((36・4*x*x)/9));x,0,3)7.4clear;syms x y;» int(int(l +x+y,y, 1 -sqrt(l -x.A2),l +sqrt(l-x.A2)),x,-1,1)7.5mt('exp(-x*x)/(l+x*x*x*x)','x',-inf,inf)int('tan(x)/sqrt(x)','x,,0,1)int(,sin(x)/sqrt(l-x*x),;x,,0,1)。
数值分析课程第五版课后习题答案(李庆扬等)1之欧阳理创编
第一章 绪论(12)1、设0>x ,x 的相对误差为δ,求x ln 的误差。
[解]设0*>x 为x 的近似值,则有相对误差为δε=)(*x r ,绝对误差为**)(x x δε=,从而x ln 的误差为δδεε=='=*****1)()(ln )(ln x xx x x ,相对误差为****ln ln )(ln )(ln xxx x rδεε==。
2、设x 的相对误差为2%,求n x 的相对误差。
[解]设*x 为x 的近似值,则有相对误差为%2)(*=x r ε,绝对误差为**%2)(x x =ε,从而nx 的误差为nn x x nxn x x n x x x **1***%2%2)()()()(ln *⋅=='=-=εε,相对误差为%2)()(ln )(ln ***n x x x nr==εε。
3、下列各数都是经过四舍五入得到的近似数,即误差不超过最后一位的半个单位,试指出它们是几位有效数字:1021.1*1=x ,031.0*2=x ,6.385*3=x ,430.56*4=x ,0.17*5⨯=x 。
[解]1021.1*1=x 有5位有效数字;0031.0*2=x 有2位有效数字;6.385*3=x 有4位有效数字;430.56*4=x 有5位有效数字;0.17*5⨯=x 有2位有效数字。
4、利用公式(3.3)求下列各近似值的误差限,其中*4*3*2*1,,,x x x x 均为第3题所给的数。
(1)*4*2*1x x x ++;[解]3334*4*2*11***4*2*1*1005.1102110211021)()()()()(----=⨯=⨯+⨯+⨯=++=⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=++∑x x x x x f x x x e n k k kεεεε;(2)*3*2*1x x x ; [解]52130996425.010********.2131001708255.01048488.2121059768.01021)031.01021.1(1021)6.3851021.1(1021)6.385031.0()()()()()()()()(3333334*3*2*1*2*3*1*1*3*21***3*2*1*=⨯=⨯+⨯+⨯=⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=++=⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=-------=∑x x x x x x x x x x x f x x x e nk k kεεεε;(3)*4*2/x x 。
数值分析课程第五版课后习题答案(李庆扬等)1之欧阳育创编
第一章 绪论(12)1、设0>x ,x 的相对误差为δ,求x ln 的误差。
[解]设0*>x 为x 的近似值,则有相对误差为δε=)(*x r ,绝对误差为**)(x x δε=,从而x ln 的误差为δδεε=='=*****1)()(ln )(ln x x x x x ,相对误差为****ln ln )(ln )(ln x x x x rδεε==。
2、设x 的相对误差为2%,求n x 的相对误差。
[解]设*x 为x 的近似值,则有相对误差为%2)(*=x r ε,绝对误差为**%2)(x x =ε,从而nx 的误差为nn x x n x n x x n x x x **1***%2%2)()()()(ln *⋅=='=-=εε,相对误差为%2)()(ln )(ln ***n x x x nr==εε。
3、下列各数都是经过四舍五入得到的近似数,即误差不超过最后一位的半个单位,试指出它们是几位有效数字:1021.1*1=x ,031.0*2=x ,6.385*3=x ,430.56*4=x ,0.17*5⨯=x 。
[解]1021.1*1=x 有5位有效数字;0031.0*2=x 有2位有效数字;6.385*3=x 有4位有效数字;430.56*4=x 有5位有效数字;0.17*5⨯=x 有2位有效数字。
4、利用公式(3.3)求下列各近似值的误差限,其中*4*3*2*1,,,x x x x 均为第3题所给的数。
(1)*4*2*1x x x ++;[解]3334*4*2*11***4*2*1*1005.1102110211021)()()()()(----=⨯=⨯+⨯+⨯=++=⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=++∑x x x x x f x x x e n k k kεεεε;(2)*3*2*1x x x ; [解]52130996425.010********.2131001708255.01048488.2121059768.01021)031.01021.1(1021)6.3851021.1(1021)6.385031.0()()()()()()()()(3333334*3*2*1*2*3*1*1*3*21***3*2*1*=⨯=⨯+⨯+⨯=⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=++=⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=-------=∑x x x x x x x x x x x f x x x e n k k kεεεε;(3)*4*2/x x 。
- 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)。
一 实验目的:
1 加深理解积分理论中分割、近似、求和、取极限的思想方法;
2 了解定积分近似计算的矩形法、梯形法与抛物线法;
3 会用MATLAB 语言编写求定积分近似值的程序,会用MALAB 中的命令求定积分。
二 实验准备素材
见附件。
三 实验内容
1.(不定积分)用int 计算下列不定积分,并用diff 验证
⎰dx x x 2
sin ,⎰+x dx cos 1,⎰+1x e dx ,⎰xdx arcsin ,⎰xdx 3sec
2.(定积分)用trapz,int 计算下列定积分
⎰10sin dx
x x ,⎰10dx x x ,⎰π20)2sin(dx x e x ,⎰-102dx e x
3.(椭圆的周长) 用定积分的方法计算椭圆1492
2=+y x 的周长
4.(二重积分)计算积分⎰⎰≤+++y
y x dxdy y x 222)1(
5. (广义积分)计算广义积分
⎰∞∞-+-dx x x 421)exp(,⎰10)tan(dx
x x ,⎰-1021sin dx x x
7.1
syms x;
g1=int(x.*sin(x).*sin(x))
g1 =
x*(-1/2*cos(x)*sin(x)+1/2*x)+1/4*sin(x)^2-1/4*x^2
clear;syms x;
d1=diff(x*(-1/2*cos(x)*sin(x)+1/2*x)+1/4*sin(x)^2-1/4*x^2)
syms x;
g2=int(1/(1+cos(x)))
g2 =
tan(1/2*x)
clear;syms x;
d2=diff(tan(1/2*x))
syms x;
g3=int(1/(exp(x)+1))
g3 =
log(exp(x))-log(exp(x)+1)
clear;syms x;
d3=diff(exp(x))-log(exp(x)+1))
syms x;
g4=int(finverse(sin(x)))
g4 =
x*asin(x)+(1-x^2)^(1/2)
clear;syms x;
d4=diff(x*asin(x)+(1-x^2)^(1/2))
syms x;
g5=int(sec(x).^3)
g5 =
1/2/cos(x)^2*sin(x)+1/2*log(sec(x)+tan(x))
clear;syms x;
d5=diff(1/2/cos(x)^2*sin(x)+1/2*log(sec(x)+tan(x)))
7.2
x=10e-100:0.001:1;
y=sin(x)./x;
trapz(x,y)
clear all;syms x;
int('sin(x)/x',x,0,1)
x=0:0.001:1;
y=x.^x;
trapz(x,y)
clear all;syms x;syms esp;
x1=log(esp);x2=log(1);
int('exp(x)',x,x1,x2)
注释:根据公式x.^x=exp(x*log(x)) clear all;syms x;
x1=log(10e-100);x2=log(1);
int('exp(x)',x,x1,x2)
x=0:0.001:2*pi;
y=exp(x).*sin(2*x);
trapz(x,y)
clear all;syms x;
int('exp(x)*sin(2*x)',x,0,2*pi)
x=0:0.001:1;
y=exp(-x.*x);
trapz(x,y)
clear all;syms x;
int('exp(-x*x)',x,0,1)
7.3
syms x;
int('(4*sqrt((36-4*x*x)/9))',x,0,3)
7.4
clear;syms x y;
>> int(int(1+x+y,y,1-sqrt(1-x.^2),1+sqrt(1-x.^2)),x,-1,1) 7.5
int('exp(-x*x)/(1+x*x*x*x)','x',-inf,inf)
int('tan(x)/sqrt(x)','x',0,1)
int('sin(x)/sqrt(1-x*x)','x',0,1)。