安徽大学2009-2010(1)数值分析A卷
安徽大学 2009--2010 高等数学 A(二)试题与答案

x 2+ y 2AA ⎩S S⎫ 安徽大学 2009--2010 高等数学 A(二)试题与答案一、填空题(2×5=10 分)1. 点(2,1,1) 到平面 x + y - z + 1 = 0⎛ 2. 极限 lim x 2 xy = 0. x →+∞x 2 + y 2 ⎪y →+∞⎝ ⎭ πsin x23. 交换积分次序⎰dx ⎰0 f (x , y )dy⎧ 2, - 1 < x < 04. 设 f (x ) 是周期为 2 的函数, 它在区间(-1,1] 上的定义为f (x ) = ⎨x 3 ,则 0 < x < 1f (x ) 的 Fourier 级数在x=1 5. 函数u=xyz 在点(1,1,1) 处沿方向(2,2,1) 的方向导数为二、选择题(2×5=10 分)6. 二元函数 f (x , y ) = 在点(0,0) 处 ( )A. 连续, 但偏导数不存在;B. 不连续; 且偏导数不存在;C. 不连续; 但偏导数存在;D. 连续, 且偏导数存在.7. 设第二类曲面积分 I 1 =⎰⎰ xyzdzdx , I 2 = ⎰⎰ xy 2 zdzdx ,其中 S 为 x 2 + y 2 + z 2= 1 的上半部分, 方向取上侧, 若S 1 为 S 在第一卦限部分, 且与 S 方向一致, 则( )A. I 1 = I 2 = 0 ;B. I 1 = 0, I 2 = 2⎰⎰Sxy 2 zdzdx ;C. I 1 = 2⎰⎰Sxyzdzdx , I 2 = 2⎰⎰S xy 2zdzdx D. I 1 = 2⎰⎰S xyzdzdx , I 2 = 08. 设Ω 为 R 3 中开区域,且Ω 内任意一条闭曲线总可以张成一片完全属于Ω 的曲面,函数 P,Q,R 在Ω 内连续可导,若曲线积分 ⎰LPdx + Qdy + Rdz 只依赖于曲线 L 的端点,而与积分路径无关,则下述命题不正确的是( D )A . 对Ω 内任意光滑闭曲线 C ,曲线积分 ⎰CPdx + Qdy + Rdz = 0 ;B . 存在Ω 上某个三元函数 u(x,y,z), 使得 du = Pdx + Qdy + Rdz ;∂P ∂Q ∂R ∂P ∂Q ∂RC . 等式 ∂y = ∂x , ∂x = ∂z , ∂z = ∂y在开区域Ω 内恒成立;1111A A yy 0 00 0 yy 0 0 0 0 yy 0 0 0 0 yy 0 0 0 0 解: 设 F (x , y , z ) = x 2 + y 2- z 则曲面 S 在点(1,1,2) 处的法向量为:( F x , F y , F z )(1,1,2) = (2x ,2 y ,-1)( 2,2,1) = (2,2,-1) 由题设可知平面∏通过法线L, 故:∂P ∂Q ∂RD . 等 式 ∂x + ∂y + ∂z= 0 在开区域Ω 内恒成立.9. 设函数 f (x , y ) 在开区域 D 内有二阶连续偏导数, 且 f x (x 0 , y 0 ) = f y (x 0 , y 0 ) =0. 则下列为 f (x , y ) 在点(x 0 , y 0 ) 处取极小值的充分条件的是( )A. f xx (x 0 , y 0 ) >0,B. f xx (x 0 , y 0 ) >0,C. f xx (x 0 , y 0 ) <0,D. f xx (x 0 , y 0 ) <0, f xx (x 0 , y 0 ) f xx (x 0 , y 0 ) f xx (x 0 , y 0 ) f xx (x 0 , y 0 ) f (x , y ) - f 2xy(x , y ) >0;f (x , y ) - f 2 xy (x , y ) <0; f (x , y ) - f 2 xy (x , y ) >0;f (x , y ) - f 2 xy (x , y ) <0. 10. 设函数u = f (x , y , z ) 具有二阶连续偏导数, 则div grad f = ( )A .f xx + f yy + f zz ; B. f x + f y + f z ; C. ( f x , f y , f z );D. ( f xx , f yy , f zz ).三、计算题(10×3+12×2=54 分)11. 设平面∏ : x + ay - z + b = 0 通过曲面 z = x 2 + y 2在点(1,1,2)处的法线 L,求 a , b 的值.12. 计算第二类曲线积分⎰Lydx - xdyx 2 + y 2, 其中 L 为正方形边界 x + y = 1 ,取顺时针方向.⎰⎰ 222n =013. 计算第一类曲面积分zdS ,其中∑为圆柱面 x 2 + y 2 = R 2 (R > 0) 介于平∑x + y + z面z = 0 与 z= h (h>0) 之间的部分.∞(-1)n14. 将函数 f (x ) = arctan x 展开成 x 的幂级数, 并求级数∑ 2n + 1 的和.15. 设函数 f (u ) 具有二阶连续导数, 且 z = f (e xsin y ) ,解法(一): 设x=Rcosu, y=Rsinu, z=v, 则∑对应于 D: 0 ≤ u ≤ 2π ,0 ≤ v ≤ h .v v v u u u 2x = -R sin u , y = R cos u , z = 0, x = 0, y = 0, z = 1故E = R ,F = 0,G = 1,∂ 2 z ∂ 2 z (1) 求 ∂x 2 , ∂y2 ;(2) 若函数 z = f (e xsin y ) 满足方程 ∂ 2 z ∂x 2 + ∂ 2 z ∂y 2= e 2 xz, 求函数 f (u )四、应用题(10×1+6×1=16 分)16. 将一根长为l 的铁丝分割成两段, 一段围成一个圆, 另一段围成一个长方形. 求使得圆面积与长方形面积之和最大的分割方法.17. 已知一条非均匀金属线 L 放置于平面 Oxy 上, 刚好为抛物线 y = x 2对应于0 ≤ x ≤ 1 的那一段, 且它在点(x,y) 处的线密度 ρ (x , y ) = x ,求该金属丝的质量.五、证明题(6×1+4×1=10 分)18. 证明级数∑(-1)n n =1lnn + 1 n 条件收敛. ∞ 解: 将(1) 中结果代入方程, 得 f ' (u )e2 x= e 2 x z 即: f ' (u ) - f (u ) = 0 这是一个二阶常 2 1特征根为λ = 1, λ = -1 2系数线性齐次微分方程, 相应的特征方程为λ - 1 = 0 1 22 1 故 f (u ) = C e u + C e -u,其中C , C 为任意常数。
安徽大学计算机学院2009—2010年离散数学(下)A卷试卷

安徽大学20 09 —20 10 学年第 2 学期《 离散数学(下) 》考试试卷(A 卷)(闭卷 时间120分钟)一、单项选择题(每小题2分,共20分)1.设R 为实数集合,则下列集合关于加法运算不是,R <+>的子代数的是( ) A.偶数集合; B.奇数集合; C.自然数集合; D.整数集合。
2.下列关于群的说法正确的是( )A.质数阶的群必为循环群;B.有限群必为循环群;C.循环群必为质数阶群;D.循环群必为有限群。
3.设R 为实数集合,则20(),0a M R a b R b ⎧⎫⎛⎫=∈⎨⎬ ⎪⎝⎭⎩⎭关于矩阵的乘法运算( )A.可交换且有么元;B.可交换且无么元;C.不可交换且有么元;D.不可交换且无么元。
4.设I 为整数集合,则下列关系 是代数,I <+>上的同余关系的是( ) A.||0x y x y ⇔-≤ ; B.(00)(00)x y x y x y ⇔<∧<∨≥∧≥ ; C.x y x y ⇔≤ ; D.(0)(00)x y x y x y ⇔==∨≠∧≠ 。
5.下列集合关于整除关系构成格的是( )A.{1,2,3,4,6};B.{1,2,3,6};C.{2,3,6};D.{1,2,3}。
6.在布尔代数,,,,0,1B '<*⊕>中任取两元素,a b ,下列命题与a b ≤不一定等价的是( ) A.a b a *=; B.a b b ⊕=; C.0a b '*=; D.1a b '⊕=。
7.布尔代数>'⊕*<1,0,,,,B 上定义的n 元布尔表达式所对应的不同主析取范式总个数为( ) A.n2; B.nBB; C.nB2; D.nB 。
8.设无向图,G V E =<>中{1,2,3,4,5}V =,{(1,2),(2,3),(3,4),(4,5),(5,1),(2,5)}E =, 则{2,4}V '=不是图G 的( )A.点割;B.支配集;C.点覆盖;D.独立集。
《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。
安徽大学期末试卷09-10年度第一学期《自动控制原理》考卷B卷答案

安徽大学2009 —2010学年第 一学期《 自动控制理论》(B 卷)考试试题参考答案及评分标准 一、(1)等效变换法:解(2):梅逊公式法:系统有2条前向通道,5个回路,无不相交回路。
二、111101010(1)1)() 11010(110)11(1)K K K s s G s K s s s v s s τττ⎧=+⎪==+⎨++⎪+=⎩+221122211010()2)() 1()(110)1022110n n n n n K K G s s G s s s K s s ωωτξωωξωτ⎧=⎪Φ===⎨++++++=+⎪⎩ 3)依条件:0.5 (60)100%16.3% 3.62761n p e t ξβσω-⎧==︒=⎧⎪⎪⎨⎨====⎪⎪⎩⎩%= 221110 3.627613.16 1.316110220.5 3.6276 3.6276 0.2627n n K K ωτξωτ⎧⎫===→=⎪⎪⎨⎬+==⨯⨯=→=⎪⎪⎩⎭221104) 3.627611022n n n K K ωωτξωξ====+1.5 1.50.4143.6276r t ss A e K =∴===3211212322441321413243241212132411)]([1)()()()(G G G H G G H G G H G G G G G G G G G G G G G G H G G H G G G G G s R s C s ++++++ =++++++==Φ∴三、(1)特征方程为()10(1)10(2)(1)10(2)(1)1(2)D s GH K s s s K s s s K s s s =+=-+=+-=+-=+换算成首一多项式,为:-根轨迹方程为: 由此可知,需要绘制零度根轨迹。
分离点的计算:12()()02.732,0.732dG sH s dss s ===- (2)由特征方程求取根轨迹与虚轴的交点,1,2s =±此时闭环系统临界稳定,出现等幅振荡,所对应的K =2。
安徽大学期末试卷MK09-10(1)高数A(三)答案.pdf

=λ
∑ 由此可知 λˆ
=
1 n
n i =1
xi 2
是λ
的无偏估计量。
五、证明题(本大题 8 分) 17. (本小题 8 分)证明:
(1)由 A2 + 2 AB − 2E = 0 得到
1 A( A + 2B) = E 2 故有 A + 2B 可逆。
(2)由(1)知 A + 2B 可逆,且逆矩阵为 1 A ,因而有 2
n i =1
xi 2
=0
得到 λ 的最大似然估计值为
∑ λˆ
=
1 n
n i =1
xi 2
∑ λ
的最大似然估计量为 λˆ
=
1 n
n i =1
Xi2
∫ (3)由于 EX 2 =
+∞
x2
i
2
−
xe
x2 λ
dx
=
λ
0
λ
∑ ∑ 因此 Eλˆ
=
E
⎛ ⎜⎝
1 n
n i =1
EX
i
2
⎞ ⎟⎠
=
1 n
n i =1
EX i2
0 0
−1 0
−2 0
−2 0
−6 0
−3⎟⎟ 0⎟
⎜ ⎝
0
0
0
0
0
0
⎟ ⎠
⎛1 0 −1 −1 −5 −2⎞
→
⎜ ⎜ ⎜
0 0
1 0
2 0
2 0
6 0
3⎟ ⎟Leabharlann 0⎟⎜ ⎝0
0
0
0
0
0
⎟ ⎠
对应的线性方程组为
安徽大学2010年数学分析考研真题

一. (15 分)设 a1 0 , an 1 an (1)证明: lim an
n
1 , n N (正整数集合) an
(2)求: lim
n
an n
e (1 x ) x
1 x
二. (10 分)求极限 lim
x 0
三. (15 分)设 f ( x ) 在 [a, ) 上一致连续, g ( x) 在 [a, ) 上连续,且有
( n x)
1
2
பைடு நூலகம்
,试证明:
(1)当 x 不为整数时, f ( x ) 有定义。 (2) f ( x ) 为周期为 1 的周期函数。 (3) f ( x ) 在非整数点连续。 七. (15 分)求由方程 2 x 2 y 2 z 2 2 xy 2 x 2 y 4 z 4 0 所确定的函数
z z ( x, y ) 的极值。
八. (10 分)证明: F ( x ) 九. (20 分)计算积分 I
L
1
cos x dx 在 (0, ) 上连续。 x
xdy ydx , ( 0) [( x y )2 ( x y )2 ]n
其中 L 为闭合椭圆周 ( x y )2 ( x y )2 1 ,取逆时针方向。 十. (20 分) 计算 I
axdydz ( z a) 2 dxdy x y z
2 2 2
, 其中 为下半球面 z a 2 x 2 y 2
的上侧, a 为大于 0 的常数。
h 0
1 2
x 0
五. (15 分)设 f ( x ) 在 [0, ) 上连续,且 f ( x) k f (t )dt , x [0, ) 其中 k 为大于 0 的常数。试证明: f ( x ) 0 , x [0, )
2009~2010数字信号处理A

安徽大学20 09 —20 10 学年第 1 学期《数字信号处理 》考试试卷(A 卷)(闭/开卷 时间120分钟)一、判断题(每小题2分,共10分)1、离散时间序列()n x 的傅氏变换在频域上表示为()ωj e X 也是离散值,故又称离散傅利叶变换。
()2、周期分别为1N ,2N 的两离散序列,在进行周期卷积后,其结果也是周期序列。
()3、Chebyshev 滤波器的特性是带内带外等波纹。
()4、线性相位滤波器的()n h 一定是无限长单位脉冲响应。
()5、双线性变换法不能设计高通数字滤波器。
()二、选择题(每小题2分,共10分)1、要从抽样信号不失真恢复原连续信号,应满足下列条件的哪几条( )。
(Ⅰ)原信号为带限 (Ⅱ)抽样频率大于两倍信号谱的最高频率 (Ⅲ)抽样信号通过理想低通滤波器A 、Ⅰ、ⅡB 、Ⅱ、ⅢC 、Ⅰ、ⅢD 、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 2、已知序列Z 变换的收敛域为1>z 则该序列为( )。
A 、有限长序列B 、右边序列C 、左边序列D 、双边序列3、序列()()n R n x 5=,其8点DFT 记为()7,,1,0 =k k X 则()0X 为( )。
A 、2 B 、3C 、4D 、54、下列关于FFT 的说法中错误的是( )。
A 、FFT 是一种新的变换 B 、FFT 是DFT 的快速算法C 、FFT 基本上可以分成时间抽取法和频率抽取法两类D 、基2 FFT 要求序列的点数为L2(其中L 为整数)5、已知某FIR 滤波器单位抽样响应()n h 的长度为()1+M ,则在下列不同特性的单位抽样响应中可以用来设计线性相位滤波器的是( )。
A 、()()n M h n h --=B 、()()n M h n h +=C 、()()1+--=n M h n h D 、()()1+-=n M h n h院/系 年级 专业 姓名 学号答 题 勿 超 装 订 线 ------------------------------装---------------------------------------------订----------------------------------------线----------------------------------------三、简答题(每小题10分,共30分)1、说明离散傅立叶变换(DFT )与离散时间傅立叶变换(DTFT )及z 变换(ZT )之间的关系。
安徽大学2009-A卷-王发牛

安徽大学20 08 —20 09学年第 2 学期《 信号与线性系统 》考试试卷(A 卷)(闭卷 时间120分钟)一、填空题(每空2分,共20分)1. 积分式=++⎰∞∞--dt t t e t )2()(δ 。
2. 某系统输入输出关系为:)1()(t e t r -=,则对该系统线性、时不变性、因果性的判断是: 、 、 。
3. 卷积=--)1(*)1(t t δδ 。
4. 系统无储能,激励)()(t u t e =时,响应)()(2t u e t r t -=,则系统冲激响应=)(t h 。
5. 信号)(t f 为实函数,其傅立叶变换亦为实函数,则)(t f 的奇偶性为 。
6. 信号)60()100(2t Sa t Sa +的最低抽样率为: 。
7. 信号∑+∞-∞=-=n n t t p )()(πδ的频谱为 。
8. 信号)2()(-=-t u e t f t 的拉氏变换为 。
二、判断题(每小题2分,共10分)在题后括号中,对说法正确的打“√”,错误的打”×”。
1.信号总是能分解成奇分量与偶分量之和。
【 】2.两个线性时不变系统串联,一定还是线性时不变系统。
【 】 3.系统起始状态为零,则强迫响应就是零状态响应。
【 】 4.全通系统就是无失真传输系统。
【 】5.系统函数的极点并不能反映出系统的全部固有频率。
【 】院/系 年级 专业 姓名 学号答 题 勿 超 装 订 线------------------------------装---------------------------------------------订----------------------------------------线----------------------------------------三、画图题(每小题5分,共20分)1.绘出函数)1()]1()([)(-+--=t u t u t u t t f 的波形。
安徽大学—学电磁场与电磁波试卷

2009——2010学年第一学期期末考试«电磁场与微波技术»试卷A一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中,选出一个正确答案,并将正确答案的序号填在题干的括号内。
每小题2分,共20分)1. 静电场是( )A. 无散场B. 旋涡场C.无旋场D. 既是有散场又是旋涡场2. 已知(23)()(22)x y z D x y e x y e y x e =-+-+-,如已知电介质的介电常数为0ε,则自由电荷密度ρ为( )A. B. 1/ C. 1 D. 03. 磁场的标量位函数的单位是( )A. V/mB. AC. A/mD. Wb4. 导体在静电平衡下,其内部电场强度( )A.为零B.为常数C.不为零D.不确定5. 磁介质在外部磁场作用下,磁化介质出现( )A. 自由电流B. 磁化电流C. 传导电流D. 磁偶极子6. 磁感应强度与磁场强度的一般关系为( )A.H B μ=B.0H B μ=C.B H μ=D.0B H μ=7. 极化强度与电场强度成正比的电介质称为( )介质。
A.各向同性B. 均匀C.线性D.可极化8. 均匀导电媒质的电导率不随( )变化。
A.电流密度B.空间位置C.时间D.温度9. 磁场能量密度等于( )A. E DB. B HC. 21E DD. 21B H 10. 镜像法中的镜像电荷是( )的等效电荷。
A.感应电荷B.原电荷C. 原电荷和感应电荷D. 不确定二、填空题(每空2分,共20分)1. 电场强度可表示为_______的负梯度。
2. 体分布电荷在场点r 处产生的电位为_______。
0ε0ε3. 一个回路的自感为回路的_______与回路电流之比。
4. 空气中的电场强度5sin(2)x E e t z πβ=-V/m ,则位移电流密度d J = 。
5. 安培环路定律的微分形式是 ,它说明磁场的旋涡源是 。
6. 麦克斯韦方程组的微分形式是 , , , 。
三、简答题(本大题共2小题,每小题5分,共10分)1.写出电荷守恒定律的数学表达式,说明它揭示的物理意义。
2009-2010期末考试试卷(A)答案

南昌大学2009~2010学年第一学期期末考试试卷(A)答案及评分细则一、选择题(每题答对2分,答错0分,共20分)1(B)2(D)3(B)4(B)5(C)6(B)7(A)8(A)9(D)10(D)二、用系统命名法命名下列物质(共10分)1. (2Z,4Z)-2-氯-2,4-已二烯没给顺反结构给1分;给了顺反结构,但命名错了1分。
全对2分2. 3R-3-甲基环己酮答对2分答错0分3. 2,4-二甲基-3戊酮答对2分答错0分4. 2,4,4-三甲基-5-正丁基壬烷答对2分答错0分5. 苯甲酰胺答对2分,答错0分三、完成下列反应(共24分)1. CH3CH2CH23O答对3分答错0分2. CH33)2CH3CH2(CH3)2答对3分答错0分3. COO-+CHCl3答对3分答错0分4.H3COH答对3分答错0分5. NCH2CH3Br-+答对3分答错0分6. CH3CH2COCHCOOC2H5CH3答对3分答错0分7. R-CH=CHCOOH答对3分答错0分8.答对3分答错0分四、简答题(共16分) 1.A 丙醛B 丙酮C 丙醇D异丙醇ACD试剂I 2 / NaOHABCD鉴别出1个1分,共4分 2.一个2分,共4分 3.鉴别出B2分,A 和C 个1分,共4分4.有官能团位置异构、碳链异构、顺反异构和对映异构,全对4分,不全对看情况给分五、合成题(共20分) 1.CH 2(COOC 2H 5)2H 3O +EtONaCH 3Br产物每步1分,共5分 2.[参解]CH 2CHC CH 3C(CH 3)2C CH 3CH C CH 3CH 3CH 2己醇A已酸B 对甲苯酚C已酸钠已酸B 已醇对甲苯酚NaOH 已醇A HCl CCH 2OHH OH HO H H OH 2OH H OHNO 2Fe HClNH 22Fe HCl NH 2BrNaNO 2HClN 2+Br NBrNH 2N+++0每步1分,共5分3. [参解] (1)乙醛(OH -) (2)NaBH 4 ,答对第一步得3分,第二步得2分。
安徽大学-数字信号处理试卷

安徽大学2009 — 2010学年第 一 学期《 数字信号处理 》试题一、 对于连续非周期信号)(t f ,对应的频谱函数为)(ωF ,现对 )(t f 进行单位冲击周期序列抽样,形成抽样信号)(t f s ,抽样间隔为T,试详细推导抽样后信号的傅立叶变换)(ωs F 表达式,并说明其与)(ωF 的关系。
(15分)解:⎰∞∞--=dt e t f w F jwt)()(; 冲击利用傅式级数展开有:∑∑∑∞-∞=∞-∞=∞-∞===-=m t jmw Tm tjm m n s e eC nT t t P 12)()(πδδ , T s w π2=∑⎰⎰∑⎰∞-∞=--∞∞--∞∞-∞-∞=∞∞--=-==m t mw w j Tjwtn jwts s dt e t f dt enT t t f dt et f w F s )(1)()()()()(δ∑∑∞-∞=∞-∞=-=-=m T Tm s Ts m w F mw w F w F )()()(211π;二、 推导离散傅立叶级数公式,并说明离散傅立叶变换与离散傅立叶级数的关系。
(15分) 解: 我们知道,非周期离散信号的傅里叶变换为:∑∞-∞=-=n jwnjwen x eX )()(由于)(jwe X 是周期的,我们在)(jwe X 上加以表示周期性的上标“~”,并重写如下:∑∞-∞=-=n jwnjw en x e X )()(~;设)(n x 的列长为N ,则上式为:∑-=-=1)()(~N n jwn jwe n x e X ;现在对)(~jw e X 取样,使其成为周期性离散频率函数,并导致时域序列)(n x 周期化为)(~n x ,时域取样间隔为T ,在一个周期内取样点数为N 。
现在序列的周期为NT ,所以对频谱取样的谱间距是NT 1。
以数字频率表示时,则谱间距是I w π2=。
因此,上述以数字频率w 为变量的)(jwe X 被离散化时,其变量w 则成为k kw w NI π2== k=0,1,2…N-1所以离散周期序列)(~n x 的傅里叶级数可写成 ∑∑-=-=-====1010)(~)(~|)(~)(~22N n knN N n kn j k w jw W n x e n x e X k X Nππ k=0,1,2,…N-1上面公式中k 为整数,而且由于)(~jw e X 的周期是π2,所以k 只有0至(N-1)个值。
安徽大学2008-2009(2)数值分析A卷

yk+1 = (−8 − xk + zk )/(−5) zk+1 = (−2 − 2xk + 3yk )/(−6) . . . . . . 4 marks
Since x0 = y0 = z0 = 0,we can obtain x1 = 3.2500, y1 = 1.6000, z1 = 0.3333 1
where h(p) = 0, Then, f (x) = 2(x − p)h(x) + (x − p)2 h (x) = (x − p)[2h(x) + (x − p)h (x)] . . . . . . 3 marks Since g (x) = x − 2f (x) 2(x − p)2 h(x) =x− f (x) (x − p)[2h(x) + (x − p)h (x)] =x− Hence, g (p) = lim = lim
Solution. From power fits method,we have
5 1 x− k yk 2 x− k
A=
k=1 5
=
23.8897 ≈ 3.5340 6.7600 . . . . . . 4 marks
k=1
5
B=
k=1 5
2 x− k yk 4 x− k
=
38.56225 ≈ 2.0060 19.2236 . . . . . . 8 marks 3
12 1 1 1 1 1 (√ +√ +√ +√ +√ ) 24 0.625 1.375 2.125 2.875 3.625 ≈ 3.0076 . . . . . . 14 marks 4 The truncation error is E (f, h) = f (x)dx − S (f, h) = −0.0076 +
安徽大学2009--2010《高等数学》试卷与解答

安徽大学2009--2010《高等数学》试卷与解答安徽大学2009--2010学年第一学期《高等数学A(一)》考试试卷(A 卷)(闭卷时间120分钟)一、填空题(本题共5小题, 每小题2分, 共10分)1. 若+∞→x lim (12+-x x -(ax+b ))= 0, 则a =▁▁▁▁▁▁▁▁▁,b = ▁▁▁▁▁▁▁▁ .2. 设函数y = y(x)由方程52arctan 2=+-=e ty y t x t所确定,y = y(x) 关于x 的一.3.若f(x)= ,0,1sin x x a00=≠x x 在x=0处右导数存在,则a 的取值区间为▁▁▁▁▁▁. 4.求lnx 在x 0=1处带有Lagrange 型余项的n 阶Taylor 展开式: ▁▁▁▁▁▁▁▁5. 微分方程y "+y '=x 的通解为▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁.二、选择题(本题共5小题, 每小题2分, 共10分)1. 已知数列{x n }、{y n }满足∞→n lim x n y n =0, 则下列断言正确的是( ).A. 若{x n }发散, 则{y n }不发散.B. 若{x n }无界, 则{y n }必有界C. 若{x n }有界, 则{y n }必为无穷小量.D. 若{nx 1}为无穷小量, 则{y n }必为无穷小量. 选 D. 理由:A ,B 不正确,如x n ==-=k n n k n 2,12,0,y n ==-=kn k n n 2,012,C 不正确如2. 设f(x)= ∞→n lim1sin )1(2+-nx xn ,则( ).A.f(0)不存在.B. f(0) 存在,且x=0为可去间断点.处连续.3. 曲线y=x 4-2x 2+2的拐点个数为( ).A. 0.B. 1.C. 2 D . 3.4. 设f '(x) 存在且连续,则[?)(x df ]'= ( ).A. f '(x).B. f '(x)+C. C. f(x).D. f(x)+C. 选A. 理由:?)(x df =f(x)+C5. 设f(x) 连续, 则下列函数中, 必为偶函数的是( ). A. dt t f x2)(. B.dt t f t f t x-+0C.dt t f x2)(. D.dt t f t f t x--0))()((选B. 理由:A,D 不正确:)(2t f ,t(f(t)-f(-t)) 均为偶函数;B 正确:t(f(t)+f(-t)) 为奇函数; C 不正确: 当f(x) 为奇函数或偶函数时)(2x f 为偶函数三、计算题(本题共8小题, 每小题7分, 共56分)1. ∞→n limn n n n 22cos sin +2. 若0lim →x x x f cos 1)(- = 4, 求0lim →x (1+xx f )()x1.3. 设a>0, a 1>0, a 1+n =21(a n +n a a ), n=1,2, …. 求极限∞→n lim a n4. 0lim →x 21xxtt sin 02arctan dt .+++)1ln(1)1(1x x dx . (x>0)6.?-112x x dx . (x>0)7. 设xsin 是f(x) 的一个原函数, 求?103)('dx x f x .8. 求曲线Γ: y =dt t xsin (x ∈[0, π]) 的长.四、综合分析题(本题共2小题, 每小题7分, 共14分)1.讨论函数y =(x+1)2-3|x |在[-3,3)上的最值.2. 讨论广义积分?∞++01nmx x dx (n ≥0)的敛散性。
安徽大学2009-2010(1)数值分析A卷

L2 (x) =
Putting these values of the Lagrange coefficients in p2 (x), we have p2 (x) = 1 (37x2 − 55x + 168), 84 . . . . . . 10 marks (b) Now taking x = 4 in the polynomial above, we have p2 (4) = 1 (37(4)2 − 55(4)x + 168) = 6.4286, 84 . . . . . . 15 marks 4. (15 marks) Using the method of least squares, fit a straight line to the four points, (1, 1), (2, 2), (3, 2), and (4, 3). Solution. The sums required for normal equation are easily obtained using the values in table i xi yi x2 xi yi i 1 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 2 2.0000 2.0000 4.0000 4.0000 3 3.0000 2.0000 9.0000 6.0000 4 4.0000 3.0000 16.000 12.000 ∑ ∑ ∑ 2 ∑ n=4 xi = 10 yi = 8 xi = 30 xi yi = 23
The bound f ′′ (x) on [1, 2] is M = max |f ′′ (x)| = max
∫
2
I (f ) =
1
ln(x + 1)dx,
09-10A(二)试题+答案 (2)

安徽大学2009--2010高等数学A(二)试题与答案一、填空题(2×5=10分)1. 点(2,1,1) 到平面01=+-+z y x2. 极限=⎪⎪⎭⎫⎝⎛++∞→+∞→222lim x y x y x xy 0.3. 交换积分次序⎰⎰dy y x f dx xsin 02),(π4. 设)(x f 是周期为2的函数, 它在区间(-1,1] 上的定义为1001,,2)(3<<<<-⎩⎨⎧=x x x x f 则)(x f 的Fourier 级数在x=15. 函数u=xyz 在点(1,1,1) 处沿方向(2,2,1) 二、选择题(2×5=10分) 6. 二元函数22),(y x y x f +=在点(0,0) 处 ( A )A. 连续, 但偏导数不存在;B. 不连续; 且偏导数不存在;C. 不连续; 但偏导数存在;D. 连续, 且偏导数存在. 7. 设第二类曲面积分⎰⎰⎰⎰==SSzdzdx xy Ixyzdzdx I 221,,其中S 为1222=++z y x 的上半部分, 方向取上侧, 若S 1为S 在第一卦限部分, 且与S 方向一致, 则 ( A ) A. 021==I I ; B. ⎰⎰==12212,0S zdzdx xy I I ;C. ⎰⎰⎰⎰==112212,2S S zdzdx xy I xyzdzdx I D. 0,2211==⎰⎰I xyzdzdx I S8. 设Ω为R 3中开区域,且Ω内任意一条闭曲线总可以张成一片完全属于Ω的曲面,函数P,Q,R 在Ω内连续可导,若曲线积分dz R Qdy Pdx L⎰++只依赖于曲线L 的端点,而与积分路径无关,则下述命题不正确的是 ( D ) A. 对Ω内任意光滑闭曲线C ,曲线积分0=++⎰dz R Qdy Pdx C;B. 存在Ω上某个三元函数u(x,y,z), 使得Rdz Qdy Pdx du ++=;C. 等式yR z Q z P x R x Q y P ∂∂=∂∂∂∂=∂∂∂∂=∂∂,,在开区域Ω内恒成立;D. 等式0=∂∂+∂∂+∂∂zR y Q x P 在开区域Ω内恒成立. 9. 设函数),(y x f 在开区域D 内有二阶连续偏导数, 且),(00y x f x =),(00y x f y =0. 则下列为),(y x f 在点),(00y x 处取极小值的充分条件的是 ( A ) A. ),(00y x f xx >0, ),(00y x f xx ),(00y x f yy -),(002y x f xy>0; B. ),(00y x f xx >0, ),(00y x f xx ),(00y x f yy -),(002y x f xy<0; C. ),(00y x f xx <0, ),(00y x f xx ),(00y x f yy -),(002y x f xy>0; D. ),(00y x f xx <0, ),(00y x f xx ),(00y x f yy -),(002y x fxy<0.10. 设函数),,(z y x f u =具有二阶连续偏导数, 则div grad f = ( A ) A. +xx f yy f +zz f ; B. x f +y f +z f ; C. (x f ,y f ,z f ); D. (xx f ,yy f ,zz f ). 三、计算题(10×3+12×2=54分)11. 设平面0:=+-+∏b z ay x 通过曲面22y x z +=在点(1,1,2)处的法线L,求b a ,的值. 解: 设z y x z y x F -+=22),,( 则曲面S 在点(1,1,2) 处的法向量为:)1,2,2()1,2,2(),,()1,2,2()2,1,1(-=-=y x F F F z y x 由题设可知平面∏通过法线L, 故:12. 计算第二类曲线积分⎰+-Ly x xdyydx 22 , 其中L 为正方形边界1=+y x ,取顺时针方向.使得εC 完全位于L 所围成的区域内, 取逆时针方向。
安徽师范大学09—10计量试卷A

《计量经济学》试卷 共8页 第1页 《计量经济学》试卷 共8页 第2页安徽师范大学2009-2010学年第一学期07级经济专业《计量经济学》期末考试试卷(A )(时间 120分钟)( )A .确定科学的理论依据、模型设定、模型修定、模型应用B .模型设定、估计参数、模型检验、模型应用C .搜集数据、模型设定、估计参数、预测检验D .模型设定、模型修定、结构分析、模型应用2. 在满足经典假定条件的回归分析中,下列有关解释变量和被解释变量的说法正确的有( )A .被解释变量和解释变量均为非随机变量 B. 被解释变量和解释变量均为随机变量C .被解释变量为随机变量,解释变量为非随机变量 D. 被解释变量为非随机变量,解释变量为随机变量3. 在给定的显著性水平之下,若DW 统计量的下和上临界值分别为L d 和U d ,则当U L d d d << 时,可认为随机误差项 ( )A.存在一阶正自相关B.存在一阶负相关C.不存在序列相关D.存在序列相关与否不能断定4. 调整后的可决系数2R 与可决系数2R 之间的关系叙述不正确的有 ( ) A. 2R 与2R 均非负B.判断多元回归模型拟合优度时,使用2RC.模型中包含的解释变量个数越多,2R 与2R 就相差越大D.只要模型中包括截距项在内的参数的个数大于1,则22R R<5. 已知五元标准线性回归模型估计的残差平方和为8002=∑i e ,样本容量为46,则随机误差项i μ的方差估计量2ˆσ为 ( ) A. 33.33 B. 40 C. 38.09 D. 206. Goldfeld-Quandt 检验法可用于检验 ( ) A.异方差性 B.多重共线性 C.序列相关 D.设定误差7. 在具体运用加权最小二乘法时, 如果变换的结果是,121ii ii iii X X X X X Y μββ++=则)(i Var μ是下列形式中的哪一种? ( )A.i X 2σB. 22i X σ C. i X 2σD.i X log 2σ8.多元线性回归中,发现各参数估计量的t 值都不显著,但模型的2R 或2R 却很大,F 值也很显著,这说明模型存在 ( )A.多重共线性B.异方差C.自相关D.设定偏误9. 在修正序列自相关的方法中,不正确的是 ( )A.广义差分法B.普通最小二乘法C.一阶差分法D. Durbin 两步法 10. 设多元线性回归模型中自变量的个数为k ,则对总体回归模型进行显著性检验(F 检验)时构造的F 统计量为 ( )A. (1)R SSkF E SSn k =-- B. (1)E SSkF R SSn k =--C. 1()R SSk F E SSn k -=- D. R SS F E SS=11.逐步回归法既检验又修正了 ( ) A.异方差性 B.自相关性 C.随机解释变量 D.多重共线性12. 如果回归模型违背了同方差假定,最小二乘估计是 ( )A .无偏的,非有效的 B. 有偏的,非有效的一、单项选择题(每小题2分,共30分)《计量经济学》试卷 共8页 第3页 《计量经济学》试卷 共8页 第4页C .无偏的,有效的 D. 有偏的,有效的13. 下列有关叙述中不正确的是 ( ) A .回归分析中的残差之和一定为零B .一元回归析中,点)ˆ,(ii Y X 一定落在样本回归直线上 C .一般化的多元线性模型和中心化的多元线性模型的残差平方和有可能不相等 D .在一元回归分析中,拟合优度恰好等于样本相关系数的平方14. 在多元线性回归中,对于给定的样本,随着解释变量数目的增加,可决系数将 ( ) A .减小 B .增大 C .保持不变 D .变化不定 15. 在下列产生序列自相关的原因中,不正确的是 ( ) A.经济变量的惯性作用 B.经济行为的滞后作用C.设定偏误D.解释变量的共线性1. 计量经济模型的检验一般包括内容有 ( )A.经济意义的检验B.统计推断的检验C.计量经济学的检验D.预测检验E.对比检验2. 如果模型中解释变量之间存在共线性,则会引起如下后果 ( )A.参数估计值确定B.参数估计值不确定C.参数估计值的方差趋于无限大D.参数的经济意义不正确E.DW 统计量落在了不能判定的区域3. 应用DW 检验方法时应满足该方法的假定条件,下列是其假定条件的有 ( )A.解释变量为非随机的B.截距项不为零C.随机误差项服从一阶自回归D. 解释变量为随机的E.线性回归模型中不能含有滞后应变量4. 对于二元样本回归模型ii i i e X X Y +++=22110ˆˆˆβββ,下列各式成立的有( ) A. 0=∑i e B. 01=∑i i X e C. 02=∑i i X e D. 0=∑i i Y e E. 012=∑i i X X5.下面用到2χ检验的是 ( )A.变量的显著性检验B.方程的显著性检验C.DW 检验D.拉格朗日乘数检验E.怀特检验1.(15分) 根据1961年到1985年期间美国个人消费支出和个人可支配收入数据,得到如下的回归模型:()()()8755.0.9979.06933.22936.702392.20925.088544.04664.49ˆ232==-=++-=W D Rt X X Y t t t其中:=Y 个人消费支出(1982年10亿美元),=2X 个人可支配收入(PDI )(1982年10亿美元),=3X 道.琼斯工业平均指数。
数据分析试卷A

合肥学院2009至2010学年第 一 学期数 据 分 析 课程考试( A )卷系 级 专业 学号 姓名题号 一 二 三 四 五 总 分 得分 阅卷一、是非题:(每题2分,共20分) 13111ˆ1Q +M+Q 333M 、三平均( )12211()()2()()niii xyn n iii i RR S S Spearman q RR SS 、相关系数=( )222221ˆ3(0,)1 ( )n N I SSE n1、若,则().1ˆˆ41()()kkkt n p s、的置信区间为 ( )122598,()G N G N X X G X、 设(95,4),(100,0.25),如果 则得分装订 线命题教师 共 页,第 页6R Q R Q 、聚类分析法是根据分类对象的不同可分为型和型两大类其中型是对样品进行分类,型是对变量(指标)进行分类. ( )17,10(1,2,1)()max ()=(1,2,). ( )piji iX X X p i a a j i Var Z Var a X Z a X X i i p、设()是维随机向量,如果它满足当时, 则称为的第主成份8p 、因子分析中的因子个数与变量个数一定相同.( )9、典型相关分析是研究两组变量之间相关关系的 一种统计方法. ( )10、偏最小二乘回归分析法只能建立一个一对多的 线性回归模型 . ( )二、写出下列程序的运行结果( 20分)data a;input sub $ mea1-mea3; drop mea1-mea3; mea=mea1;output ; mea=mea2;output ; mea=mea3;output ;得分cards ;a 2 5 4b 3 6 2c 2 4 6d 11 45 72;proc print data=a;run;三、根据下列程序运行的结果作出数据分析 (20分)得分研究某地成年人血压与年龄之间的关系,数据见程序行。
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(a) Construct the quadratic Lagrange interpolation polynomial to approximate the function. (b) Use the interpolation polynomial in part (a) to approximate f (x) at x = 4. 2
L2 (x) =
Putting these values of the Lagrange coefficients in p2 (x), we have p2 (x) = 1 (37x2 − 55x + 168), 84 . . . . . . 10 marks (b) Now taking x = 4 in the polynomial above, we have p2 (4) = 1 (37(4)2 − 55(4)x + 168) = 6.4286, 84 . . . . . . 15 marks 4. (15 marks) Using the method of least squares, fit a straight line to the four points, (1, 1), (2, 2), (3, 2), and (4, 3). Solution. The sums required for normal equation are easily obtained using the values in table i xi yi x2 xi yi i 1 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 2 2.0000 2.0000 4.0000 4.0000 3 3.0000 2.0000 9.0000 6.0000 4 4.0000 3.0000 16.000 12.000 ∑ ∑ ∑ 2 ∑ n=4 xi = 10 yi = 8 xi = 30 xi yi = 23
∫
1 2
ln(x + 1)dx ≈ T6 (f ) = 0.9092.
. . . . . . 8 marks (b) The second derivative of the function can be obtained as f ′ ( x) = 1 (x + 1) and f ′′ (x) = 4 −1 . (x + 1)2
The bound f ′′ (x) on [1, 2] is M = max |f ′′ (x)| = max
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Hence, the function changes sign on [a1 , c1 ] = [1.5, 1.75]. To continue, we squeeze from right and set a2 = a1 and b2 = c1 . Then the midpoint is: a2 + b2 = 1.625 : f (c2 ) = 0.0410. 2 Then continuing in this manner we obtain c3 = 1.5625. c2 = . . . . . . 10 marks Here, a = 1.5, b = 2.0. Then using inequality (b − a)/2n < 10−2 , we get ln[102 (2 − 1.5)] ≈ 5.644. ln 2 Hence, the number of iterations needed to achieve an approximation within accuracy 10−2 is 6. . . . . . . 15 marks n≥ 2. (15 marks) In the following linear equation system
( 1/6 [ 7 8 9 ln(1 + 1) + 2 ln( + 1) + ln( + 1) + ln( + 1) 2 6 6 6
+ ln( T6 (f ) = Hence,
) ] 10 11 + 1) + ln( + 1) + ln(2 + 1) 6 6
1 [0.6932 + 2(4.5591) + 1.0986] = 0.9092. 12
∫
2
I (f ) =
1
ln(x + 1)dx,
where x ln(x + 1) 1 7/6 8/6 9/6 10/6 11/6 2 0.6931 0.7732 0.8473 0.9163 0.9808 1.0415 1.0986
(a) Compute the approximation of the integral using the composite Trapezoidal rule. (b) Compute the error bound for your approximation using formula. Solution. (a) Given f (x) = ln(x + 1), n = 6, and so h = (2 − 1)/6 = 1/6, then composite Trapezoidal rule for n = 6, can be written as T6 (f ) =
Solution. (a) Obviously, a quadratic polynomial can be determined so that it passes through the three points. Consider the quadratic Lagrange interpolating polynomial as follows: p2 (x) = L0 (x)f (x0 ) + L1 (x)f (x1 ) + L2 (x)f (x2 ) that is p2 (x) = 2L0 (x) + 4L1 (x) + 19L2 (x). . . . . . . 5 marks The Lagrange coefficients can be calculated as follows: L0 (x) = L1 (x) = (x − x1 )(x − x2 ) 1 = (x2 − 10x + 21), (x0 − x1 )(x0 − x2 ) 21 (x − x0 )(x − x2 ) 1 = − (x2 − 7x), (x1 − x0 )(x1 − x − x2 ) 12 (x − x0 )(x − x1 ) 1 = (x2 − 3x). (x2 − x0 )(x2 − x1 ) 28
Anhui University
Semester 1, 2009-2010 Final Examination Model Answer and Referee Criterion for Numerical Analysis (Paper A)
In the computation of problem 1-6 below, keep the forth decimal place with truncation error. 1. (15 marks) Use the Bisection method to find the approximation {cn , }(n = 1, 2, 3) of the root of the equation x3 = 2x + 1 that is located on the interval [1.5, 2.0], and determine the number of iterations needed to achieve an approximation within accuracy 10−2 . Solution. Since the given function f (x) = x3 − 2x − 1 is a polynomial function and so is continuous on [1.5, 2.0], starting with a1 = 1.5 and b1 = 2, we compute: a1 = 1.5 : f (a1 ) = −0.625 b1 = 2.0 : f (b1 ) = 3.0 and since f (1.5) · f (2.0) < 0, so that a root of f (x) = 0 lies in the interval [1.5, 2.0]. Using bisection formula, we get: c1 = a1 + b1 = 1.75; 2 f (c1 ) = 0.8593.
which is the required quadratic interpolating polynomial.
which is the required estimate value of f (4).
3
. . . . . . 5 marks The linear system involving A and B in the normal equation form 4A + 10B = 8 10A + 30B = 23 . . . . . . 10 marks The solution of the linear system is A = 0.5 and B = 0.6. Thus, the least squares line is p1 (x) = 0.5 + 0.6x. . . . . . . 15 marks 5. (15 marks) Consider the integral
5x − y + z
= 10 2x + 8y − z = 11 −x + y + 4z = 3 1
(a) Starting with P0 = (0, 0, 0), and use Gauss-iteration to find P1 , P2 , P3 . (b) Prove this Gauss-iteration is convergent. Solution. (a) The Gauss-Seidel iteration for the given system is 1 xk+1 = (10 + yk − zk ) 5 1 yk+1 = (11 − 2xk+1 + zk ) 8 1 zk+1 = (3 + xk+1 − yk+1 ) 4 . . . . . . 5 marks and starting with the initial approximation x0 = 0, y0 = 0, z0 = 0, then for k = 0, we obtain 1 1 x1 = (10 + y0 − z0 ) = (10 + 0 − 0) = 2 5 5 1 1 y1 = (11 − 2x1 + z0 ) = (11 − 4 + 0) = 0.875 8 8 1 1 z1 = (3 + x1 − y1 ) = (3 + 2 − 0.875) = 1.0312 4 4 The subsequent iterations are P2 = (x2 , y2 , z2 ) = (1.9687, 1.0117, 0.9892) P3 = (x3 , y3 , z3 ) = (2.0044, 0.9975, 1.0017) . . . . . . 10 marks (b) Since the coefficient matrix 5 −1 1 8 −1 A= 2 −1 1 4 is strictly diagonally dominant, by the theorem, the vector sequence Pn will converge to P for any choice of the starting vector P0 . . . . . . . 15 marks 3. (15 marks) Consider the following table: x f (x) 0 3 7 2 4 19