2013研数值分析A卷
上海海事大学1213数值分析试A卷答案
上海海事大学2012---2013学年第 2 学期 研究生 数值分析 课程考试试卷A (答案)学生姓名: 学号: 专业:1. 利用Seidel 迭代法求解Ax=b 时,其迭代矩阵是))-1s U L D B -=(; 当系数矩阵A 满足 严格对角占优 时,Seidel 迭代法收敛 。
7. 反幂法是求可逆矩阵按模最小 特征值和特征向量的计算方法. 6. QR 法是计算 非奇异矩阵的 所有 特征值和特征向量的计算方法 1. 利用Jacobi 迭代法求解Ax=b 时,其迭代矩阵是)(1U L D B J +=-;当系数矩阵A 满足 严格对角占优 时,Jacobi 迭代法收敛 。
2. 对于求解Ax=b ,如果右端有b δ的扰动存在而引起解的误差为x δ,则相对误差≤xxδ bbA Cond δ)(3. 幂法是求矩阵 按模最大 特征值和特征向量的计算方法.Jacobi 法是计算 实对称矩阵的所有 特征值和特征向量的计算方法 六.设方程组Ax=b 有唯一解*x ,其等价变形构造的迭代格式为f Bx x k k +=+)()1(,如矩阵谱半径1)(>B ρ,但B 有一个特征值满足1<λ,求证:存在初始向量)0(x ,使得迭代产生的序列{})(x x 收敛于*x 。
(7分)证明: 由f Bx x k k +=+)()1(,f Bx x +=**()()*)0(1k *)(*)1(---x x B x x B x xk k ++== 对于B 的一个特征值满足1<λ,特征向量设为y ,,,11y y B y By k k ++==λλ故取初始向量y x x +=*)0(,有()y y B x x B x x k k 11k *)0(1k *)1(--++++===λ∞→→==+++k yy x xk k k ,0-11*)1(λλ,所以{})(x x 收敛于*x八.给定函数函数)(x f ,对于一切x ,存在)(x f ',且M x f m ≤'≤<)(0, 证明对于范围M20<<λ内的任意定数λ,迭代过程)(-1k k k x f x x λ=+均收敛于0)(=x f 的根。
《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。
数值分析(1)A卷
教研室主任 (签字): 分管教学学院领导(签字):第 1 页 共 6 页广西师范大学全日制普通本科课程考核试卷(2012—2013学年第二学期)课程名称:数值分析1 课程序号:KB,KX07202101-2 开课学院:数学科学学院 任课教师:陈娟娟 年级、专业:2011级信息与计算科学、数学与应用数学专业 考核方式:闭卷 开卷 □ 实验操作 □ 考试时间:120分钟 试卷代号:A 卷一、单项选择题(本大题共5小题,每小题3分,共15分)在每小题列出的四个备选项中只有一个最符合题目要求,请将其代码填写在题后的括号内。
错选、多选或未选均无分。
1. 用1+x 近似表示e x 所产生的误差是 ( ) 误差. A. 模型 B. 截断 C. 观测 D. 舍入2. 求解线性方程组Ax b =的高斯直接消元法,系数矩阵A 满足的充要条件为 ( ). A. 非奇异矩阵; B. 对称阵;C. 任意矩阵;D. 各阶顺序主子式均不为零.3. 设211123111A -⎡⎤⎢⎥=--⎢⎥⎢⎥⎣⎦,则A ∞=( ). A . 3; B . 4; C . 5; D . 6. 4. 二分法适用于求一元方程的 ( ).A .奇数重实根;B . 偶数重根;C .虚根;D . 所有类型根. 5. 哪一个一定有数值稳定性:( ).学 号: 姓 名: 所属学院: 年 级: 专 业: 装订密封线 考生答题不得出现红色字迹,除画图外,不能使用铅笔答题;答题留空不足时,可写到试卷背面;请注意保持试卷完整。
A .112;n n y y n +=+ B. 10802153()().;.sin()n n y y n π+⎛⎫⎪= ⎪ ⎪⎝⎭ C. 114cos()sin();k k k x x x +=+⎡⎤⎣⎦ D. 142.kx k x +=-二、填空题(本大题共5个小题,每个小题3分,共15分)请在每小题的空格中填上正确答案。
错填、不填均无分。
2013年元月数值分析(题解)
工科硕士研究生课程考试试题及参考解答(2013年1月)一 填空(共30分)(1)设多项式1964)(34+++=x x x x f ,则求)(0x f 仅含有四次乘法运算的算法为____________ __.(2)设)ln(),(y x y x f +=,35.1*=x 、650.0*=y 是x 、y 的近似值,若*x 、*y 均为有效数,则),(**y x f 的相对误差限为210-⨯(小数点后保留三位).(3) 设13)(3+-=x x x f ,则)(x f 以0、1、2为插值节点的二次插值多项式=)(2x P _______. (4)设)5,4,3,2,1,0(=i x i 为互异节点,)(x l i 为对应的五次Lagrange 插值基函数,则∑=++535)()12(i i i i x l x x=_____________.(5)取初始向量T )111()0(=V,用乘幂法迭代两步求矩阵⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=103025034A 按模最大的特征值1λ时,其近似值)1(1)2(1)2(1V V =λ=_____________()(1k V 为第k 次迭代向量的第一个分量). (6) 给定三点 A(0,1)、B(1,3)、C(2,2),按最小二乘法拟合这三点的直线为_____________. (7) 设61)(22++=ax x x g ,对于任意常数0C 、1C 均满足条件0))((10102=+⎰dx x C C x g则a = . (8)迭代格式 ,1,0),2(3121=+=+k x cx x kk k 局部收敛到3c (c ≠0),其收敛阶为____阶. (9) 常数a=_____________,⎰-1023)(dx a x 取最小值.(10) 对于n 个求积节点的插值型求积公式,其代数精确度至少为_____.二(10分)(1)建立计算52008近似值的迭代格式,并给出能保证迭代格式收敛的初始0x ; (2)计算52008的近似值,要求结果具有五位有效数字.三.(12分)用平方根法(Cholesky 分解法)求解方程组⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛17121077521x x .四.(12分)对于求解线性方程组⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--262410121014321x x x 的Jacobi 迭代与Gauss-Seidel 迭代,迭代格式是否收敛?哪一个迭代格式收敛快?Gauss-Seidel 迭代与Jacobi 迭代的收敛速度之比等于多少?五.(12分)确定参数α,使得求解初值问题⎩⎨⎧=='00)(),(y x y y x f y 的如下格式,2,1)],,(),()1(),([)(21111111=+-+++=--++-+n y x f y x f y x f h y y y n n n n n n n n n αα 其阶数达到最高;并要求给出局部截断误差的表达式,且指明方法的阶.六.(12分)运用反射(Householder )矩阵将⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=124213431A 正交相似化为对称三对角矩阵. 七.(12分)设],[)(3b a C x f ∈,⎰=badx x f f I )()(,给定求积分)(f I 的求积公式⎥⎦⎤⎢⎣⎡++-=)32(3)(4)(b a f a f a b f Q (A ) (1)求上述求积公式(A )的代数精度; (2)求截断误差表达式),(),()()()()3(4b a f a b k f Q f I ∈-=-ηη中的常数k ;(3)取正整数n ,记nab h -=,),,1,0(n i ih a x i =+=. 试构造求积公式(A )对应的复化求积公式)(f Q n ,并求极限30)()(lim h f Q f I n h -→.一.答案 (1)1]9)64[()(02000+++=x x x x f ;(2) 210397.0-⨯;(3)153)(22+-=x x x P ;(4)∑=++535)()12(i i ii x l x x1235++=x x ;(5)7)1(1)2(1)2(1==V V λ;(6)x y 2123+=; (7)1-=a ;(8)二阶收敛;(9)41=a ;(10)至少为n -1.二. 解(1)设52008=α,2008)(5-=x x f ,则α为方程0)(=x f 的根.由于0)5(,0)4(><f f ,且在[4,5]上0)(>'x f ,故α为方程0)(=x f 在]5,4[内的唯一实根. 根 (a )0)5()4(<f f ;(b )当]5,4[∈x 时,0)(>'x f ,0)(>''x f ;(c )0)5()5(>''f f (则取50=x (或]5,4[0∈x )时,Newton 迭代格式 ,1,0,52008451=--=+k x x x x kk k k 收敛. (2)用牛顿迭代格式计算:取50=x ,有64256.41=x ,578545224.42=x ,576704602.43=x ,57670312.44=x . 因4341021-⨯<-x x ,故5767.420085≈. 三. 解 设T LL A =,即⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫⎝⎛22121122121110775l l l l l l ,比较等式两边矩阵的对应元素,得 5211=l ,71121=l l ,10222221=+l l .当限定矩阵L 的对角元全为正时,得 511=l ,5721=l ,5122=l .故 ⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛515755157510775. 根据 ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛17125157521y y ,解得T)51,512(=y . 根据 ⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛515125157521x x ,解得T )1,1(=x .四. 解 (1)Jacobi 迭代法的迭代矩阵为)(1U L D B +-=-J ,即⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡---=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=-04102102104100101010104241J B 由 0)41(4102121412=-=--=-λλλλλλJ B I ,解得21,21,0321-===λλλ,故迭代矩阵谱半径21)(=J B ρ,Jacobi 迭代收敛. (2)Gauss-seidel 迭代格式的迭代矩阵为U L D B 1)(-+-=S ,即⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=-0001000104100210041s B ⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡----=813210218100410 由0)41(813210218100412=-=---=-λλλλλλS B I ,解得41,0,0321===λλλ,故迭代矩阵谱半径41)(=S B ρ,Gauss-Seidel 迭代收敛.(3)对于Jacobi 迭代:21)(=J B ρ,其收敛速度2ln 21ln )(ln =-=-=J J B ρη;对于Gauss-Seidel :由41)(=S B ρ,其收敛速度2ln 241ln )(ln =-=-=S S B ρη.因为J S ηη> (或)()(J S B B ρρ<),所以Gauss-seidel 迭代比Jacobi 迭代收敛快.且2=JSηη.五. 解 所给格式的局部截断误差为)()()1()()(21)(21)(11111-+-++'-'--'---=n n n n n n n x y h x y h x y h x y x y x y R αα )()(6)(2)()(432h O x y h x y h x y h x y n n n n +'''+''+'+=)(21n x y -)]()(6)(2)()([21432h O x y h x y h x y h x y n n n n +'''-''+'-- )]()(2)()([32h O x y h x y h x y h n n n +'''+''+'-)()1(n x y h '--α)]()(2)()([32h O x y h x y h x y h n n n +'''+''-'-α)(]14121[)(])1(1211[2n n x y h x y h ''+--+'----+=ααα )()(]22112161[43h O x y h n +'''--++α要使公式的局部截断误差阶数最高,则令0)1(1211=----+αα,即43=α.当43=α时,1+n R )(]14121[2n x y h ''+--=α)()(]22112161[43h O x y h n +'''--++α.)()(8543h O x y h n +'''-=且该方法是二阶方法.六. 解 对向量T)4,3(作反射变换,使其与T)0,1(平行,此时40 ,)4,8(,54322===+=βσT u .Tuu I H β-=22~[]48484011001⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=53545453 所求反射阵为 ⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡---=5354054530001H ,THAH ⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡---=252325140251425735051七. 解 (1)当1)(=x f ,a b f I -=)(,a b f Q -=)(; 当x x f =)(,)(21)(22a b f I -=,)(21)(22a b f Q -=;当2)(x x f =,)(31)(33a b f I -=,})32(3{4)(22b a a a b f Q ++-=333a b -=; 当3)(x x f =,)(41)(44a b f I -=,)(}9)2({4)(33f I b a a a b f Q ≠++-=.所以,求积公式为二次代数精度.(2)做)(x f 的二次Hermite 插值多项式)(2x H ,要求其满足)32()32(),32()32(),()(ba fb a H b a f b a H a f a H +'=+'+=+=. 则 ),()(,)32)((!3)()()(2)3(b a x b a x a x f x H x f ∈+--=-ξξ⎥⎦⎤⎢⎣⎡++--=-⎰)32(3)(4)()()(b a f a f a b dx x f f Q f I ba ⎥⎦⎤⎢⎣⎡++--=⎰)32(3)(4)(b a H a H a b dx x f badx x H dx x f b a b a ⎰⎰-=)()((根据求积公式为二次代数 ),()(,)32)((!3)(2)3(b a x dx b a x a x f ba∈+--=⎰ξξ ),(,)32)((!3)(2)3(b a dx b a x a x f b a ∈+--=⎰ηη),(),()(2161)3(4b a f a b ∈-⋅=ηη 所以,表达式),(),()()()()3(4b a f a b k f Q fI ∈-=-ηη中的常数2161=k .(3)求积公式(A )对应的复化求积公式∑-=+⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=11)3(3)(4)(n i i i i n x x f x f h fQ ,根据)(f Q 的截断误差,得),(,)(2161)()(110)3(4+-=∈=-∑i i i n i i n x x f h f Q f I ηη.因此,30)()(lim h f Q f I n h -→⎰∑'''==-=→b a n i i h dx x f hf )(2161)(lim 21611)3(0η)]()([2161a f b f ''-''=。
昆明理工数值分析试卷A-2031222
昆明理工大学2013级硕士研究生试卷(A 卷)科目: 数值分析 考试时间: 出题教师: 集体 考生姓名: 专业: 学号:不予计分;可带计算器。
一、 填空题(每空2分,共40分)1.要使17的相对误差不超过%1.0,应取 位有效数字。
2.设3()f x x =在[]1,1-上的最佳二次逼近多项式为 ,最佳平方逼近二次多项式为 。
3.求积公式)31()31()(11⎰-+-≈f f dx x f 至少具有_ _次代数精度。
4.解线性方程组Ax b =的SOR 迭代法收敛,则松弛因子ω有 ,设,U L D A --=建立迭代公式f x L x k k +=+)()1(ω,写出逐次超松弛迭代法=ωL 。
5.100999998A ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦,其条件数2()Cond A = ,()Cond A ∞= 6.设)2,3,1(-=X ,计算向量X 的范数,1||||X = ,2||||X = ,∞||||X = 。
7.求方程cos x x =根的牛顿迭代格式是 ,其收敛阶= ; 弦截法迭代格式是 ,其收敛阶= 。
8.3232,01()21,12a x x x S x x bx cx x ⎧++≤≤=⎨++-≤≤⎩是以0,1,2为节点的三次样条函数, 则a= ,b= ,c= 。
9.对矩阵⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---=214511242A 作LU 分解,其L=________________, U= __________________。
二、计算题(每题10分,共50分)1.求出一个次数不高于4次的插值多项式)(x P ,使它满足,0)0()0(==f P ,0)0(')0('==f P 0)0()0(=''=''P f ,1)1(')1(,1)1(')1(=='==P f P f ,并写出余项表达式(要有推导过程)。
2.给定积分⎰=10sin dx x x I (1)利用复合梯形公式计算上述积分值,问区间[0,1]应分成多少等分才能使其截断误差不超过31021-⨯; (2)取同样的求积结点,改用复合Simpson 公式计算时,截断误差是多少?3. 设1001005a A b b a ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦,det 0A ≠,用,a b 表示解线性方程组Ax f =的雅可比迭代法与高斯-塞德尔迭代收敛的充分必要条件。
2013研究生数值分析试题参考答案
太原科技大学硕士研究生2013/2014学年第1学期《数值分析》课程试卷公式提示:1、Legendre 多项式)(x p n 的递推关系式:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+-++===-+,2,1)(1)(112)()(,1)(1110n x p n n x xp n n x p x x p x p n n n2、Chebyshev 多项式)(x T n 的递推关系式:⎪⎩⎪⎨⎧=-===-+ ,2,1)()(2)()(,1)(1110n x T x xT x T x x T x T n n n一、填空题(每小题5分,共35分)1、为提高数值计算精度,当x 充分小时,应将x cos 1-改写为___22sin2x___ 2、已知x=0.03056是经过四舍五入得到的近似值,则x 有____5__位有效数字.3、设⎪⎪⎭⎫⎝⎛=4321A ,则=∞)(A Cond ___21___.4、已知()sin 1f x x x =--,则牛顿法的迭代公式是_____1sin 1,0,1,2,...1cos k k k k kx x x x k x +--=-=-__________5、求解非线性方程310x x --=的一个收敛的简单迭代公式为_______10,1,2,...k x k +==________。
6、设,,2,1,0,,53)( ==+=k kh x x x f k 则=++],,[21n n n x x x f _______3h________。
7、若用Gauss-Seidel 迭代法解方程组⎩⎨⎧-=+=+3242121x ax ax x ,其中a 为实数,则Gauss-Seidel迭代法收敛的充要条件是应使a 满足______a <<_________。
二、(本题满分15分)(1)用列主元Gauss 消去法求解下列方程组:⎪⎩⎪⎨⎧=++=++=-+3221522321321321x x x x x x x x x (2)写出用Jacobi 迭代求解上述方程组的迭代公式的分量形式。
2013级-数学分析(3)答案A卷
昆明学院2014-2015学年 上 学期期末考试卷参考答案或评分标准考试科目 数 学 分 析 (三) (A 卷)命题教师: 劉啟寬 审核教师:说明:1.页面要求:纸型:A4;页边距:上、下、左、右各1.5cm 。
2.试题内容用小四号宋体,行距1.5倍。
3.课程名称以课表上的名称为准。
4.每道题需标明分数、解题步骤与评分标准,评分标准需给出主要步骤或基本要点的得分比例。
一. 计算题(每小题9分,共计90分) 1、解: 1y fyx x-∂=∂ ………………………………………………4分ln y fx x y∂=∂………………………………………………4分 (1,1)1,(1,1)0x y f f ''∴==……………………………。
…1分 2、解:12zf y f x∂''=+∂。
4分 2111221222()()zy f y f f y f x∂''''''''=+++∂。
4分21112222y f yf f ''''''=++。
1分3:解:令 (,,)F x y z z xy =-。
2分 ,,1x y z F y F x F '''=-=-=。
2分{}111N =--。
2分切平面:1x y z +-=。
3分 4、解:令 (,,)(1)L x y xy x y λλ=-+-。
2分由 0010Ly x Lx y Lx y λλλ⎧∂=-=⎪∂⎪∂⎪=-=⎨∂⎪⎪∂=+-=⎪∂⎩。
2分 得 1212x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩。
2分又 11,(,)22022x xx z y xy z y xy '''''''=+=+=-<。
2分函数z xy =在点11(,)22处取得极大值111(,)224f =。
数值计算(数值分析)试题及答案
武汉理工大学研究生课程考试标准答案用纸课程名称:数值计算(A ) 任课教师 :一. 简答题,请简要写出答题过程(每小题5分,共30分) 1.将227和355113作为 3.14159265358979π=L 的近似值,它们各有几位有效数字, 绝对误差和相对误差分别是多少3分)2分)2.已知()8532f x x x =+-,求0183,3,,3f ⎡⎤⎣⎦L ,0193,3,,3f ⎡⎤⎣⎦L .(5分)3.确定求积公式10120()(0)(1)(0)f x dx A f A f A f '≈++⎰中的待定系数,使其代数精度尽量高,并指明该求积公式所具有的代数精度。
解:要使其代数精度尽可能的高,只需令()1,,,m f x x x =L L 使积分公式对尽可能大的正整数m 准确成立。
由于有三个待定系数,可以满足三个方程,即2m =。
由()1f x =数值积分准确成立得:011A A += 由()f x x =数值积分准确成立得:121/2A A += 由2()f x x =数值积分准确成立得:11/3A =解得1201/3,1/6,2/3.A A A === (3分)此时,取3()f x x =积分准确值为1/4,而数值积分为11/31/4,A =≠所以该求积公式的最高代数精度为2次。
(2分)4.求矩阵101010202A -⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥-⎣⎦的谱半径。
解 ()()101011322I A λλλλλλλ--=-=---矩阵A 的特征值为1230,1,3λλλ=== 所以谱半径(){}max 0,1,33A ρ== (5分)5. 设10099,9998A ⎛⎫= ⎪⎝⎭计算A 的条件数()(),2,p cond A P =∞.解:**19899-98999910099-100A A A A --⎛⎫⎛⎫=⇒== ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭矩阵A 的较大特征值为,较小的特征值为,则1222()198.00505035/0.0050503539206cond A A A -=⨯==(2分)1()199********cond A A A -∞∞∞=⨯=⨯= (3分)22001130101011010220100110110()(12)()(12)()()()()()x x x x x x x x H x y y x x x x x x x x x x x x x x y x x y x x x x ----=-+-------''+-+---(5分)并依条件1(0)1,(0),(1)2,(1) 2.2H H H H ''====,得2222331()(12)(1)2(32)(1)2(1)211122H x x x x x x x x x x x =+-+-+-+-=++ (5分)2.已知()()()12,11,21f f f -===,求()f x 的Lagrange 插值多项式。
2013数值分析研究生试题
xk 1 xk
3 2 xk xk 1 2 3x k 2 x k
(5)
a 10 1 ,要使 lim A k 0 ,a 应满足___________; A 0 k 2
解
a 1
已知方程组
(6)
5 x 2 y 8 ,其雅可比法的迭代矩阵是______________, 3x 20 y 26
1 2 。 3 4
(1)求 A p , p 1,2, (2)求 A 的谱半径 ( A) 。 解 (1) A 1 max(4,6) 6, A max(3,7) 7 ,
10 14 AT A 。 14 20
2 T 由 | A A I | 0 ,得 30 4 0 。解得 15
证明 lim f [ x 0 , x1 , , x n ]
2
证明:查 p( x ) (f(x)-p(x), j ) =(f, j )- (p(x), j )
a
k 0 k
nk(ຫໍສະໝຸດ x)--------5 分
注意到 ak 是法方程组的解。而法方程组
0 , 0 0 , 1 0 , n a 0 ( f , 0 ) 1 , 0 1 , 1 1 , n a1 ( f , 1 ) 两边的 j-th 分量为 , , , a ( f , ) n 1 n n n n n 0
3
f ( n) ( x 0 ) h 0 n! ( n) f ( ) 证明:因 f [ x 0 , x1 , , x n ] --------7 分 n! (x0 ,x0 +nh) 注意到 n 阶导数连续性,--------12 分 两边取极限 ok! --------15 分 5. (10 分)设 f(x)在有限维内积空间=span{0 , …, n }上的最佳平方逼近为 p(x), 试证明, f(x)-p(x)与中所有函数正交。
常州大学2012-2013级研究生数值分析试卷A解答及评分标准
一.(1)已知函数24()73f x x x =++,用秦九昭方法计算(2)f ;(2)秦九昭方法计算任一n 次多项式在任一点函数值至多需要多少次乘法? (3)至少写出四种减少误差危害的常用手段。
解:(1)2422()73(31)7f x x x x x =++=++22(2)(321)2759f =⨯++=………… 5 分(2) 秦九昭方法计算任一n 次多项式在任一点函数值至多需要n 次乘法。
………… 5 分(3) A )防止大数“吃”小数; B )避免除数绝对值远远小于被除数绝对值的除法;C )避免相近数相减;D )避免使用不稳定的算法;E )注意简化计算步骤,减少运算次数;………… 5 分二.给定方程组123311413132156x x x ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥-=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦⎣⎦ (1)以分量形式写出解此线性方程组的Jacobi 迭代格式和Gauss -Seidel 迭代格式; (2)求1A 和A∞;(3)判断Gauss -Seidel 迭代格式的敛散性。
解:(1)Jacobi 迭代(1)()()123(1)()()213(1)()()312(4)/3(3)/3(62)/5k k k k k k k k k x x x x x x x x x +++=--=+-=-+, 0,1,2,k = Gauss-Seidel 迭代(1)()()123(1)(1)()213(1)(1)(1)312(4)/3(3)/3(62)/5k k k k k k k k k x x x x x x x x x ++++++=--=+-=-+, 0,1,2,k =………… 5 分(2)17A =,8A∞=;………… 5 分(3)因为方程组系数矩阵严格对角占优,所以Gauss -Seidel 迭代格式收敛。
………… 5 分三. 已知方程2()30x f x e x =-=,(1)证明该方程在区间[0.6,1.2]上存在唯一实根; (2)叙述牛顿法求方程()0f x =根的方法思想;(3)以初值01x =,用牛顿法求上述方程的近似解,要求误差不超过210- 。
贵州大学考研真题2013分析
(B) H2PO4-+HPO42-
(C) H3PO4+HPO42-
(D) HPO42-+PO43-
11、浓度为 0.010mol/L 氨基乙酸(pKa1=2.35,pKa2=9.60)溶液 pH 值是( )
A.3.98
B.4.98
C.5.98
D.6.98
12、下列 0.1mol/L 多元酸(碱)或混合酸(碱)中,不能分步(分别)滴定的是 ( )
x u
(A)
xu
(B)
n
(C) x t , f s
s
x t , f
(D)
n
9、欲将两组测定结果进行比较,看有无显著性差异,则应用 ( )
(A)先用 t 检验,后用 F 检验
(B)先用 F 检验,后用 t 检验
(C)先用 Q 检验,后用 t 检验
(D) 先用 u 检验,后用 t 检验
(C)
K =10 不(1)
-9.0
(B) K3=101.0
(D)
K =10-1.0 不(1)
15、在非缓冲溶液中用EDTA滴定金属离子时,溶液的pH将 ( )
A.升高
B.降低
C.不变
D.与金属离子价态有关
16、下列指示剂中,哪一组全部适用于络合滴定 ( )
A.甲基橙、二苯胺磺酸钠、NH4Fe(SO4)2
10、已知 H3PO4 的 pKa1 = 2.12, pKa2 = 7.20, pKa3 = 12.36。今有一磷酸盐溶液, 测得其 pH = 7.0,
则其主要存在形式是-------------------------------------------------( )
(A) H3PO4+H2PO4-
13级研究生数值分析习题
13级研究生数值分析习题第一章 误差及相关问题内容及纲目:1) 舍入误差和截断误差2) 绝对误差和相对误差3) 误差的传播和计算函数值4) 算法的数值稳定性5) 计算中需要注意的问题1. 用x 近似,sin x 即,sin x x ≈δδ],,0[∈x 最大为多少时,该近似计算的截断误差不超过10-7. 2. 设,0>x x 的相对误差为δ,求x ln 的绝对误差。
3.的相对误差不超过0.1%,应取几位有效数字?解:知识点:有效数字和相对误差间的关系。
4,设近视数*x 有n 位有效数字,所以有: *11|()|1024n r e x -≤⨯⨯,令:11100.1%24n -⨯≤⨯,解得: 3.097,n ≥所以有4位有效数字。
4. 227作为=3.1415926π有几位有效数字? 5. 误差的来源?计算中需要注意的几个问题.第二章 函数插值内容及纲目:1) 插值多项式的存在性与唯一性2) 插值多项式的构造方法(lagrange 插值,Newton 插值,等距节点的插值)3) 带导数的插值函数构造,Hermite 插值,误差估计和构造方法4) 差分和差商的定义、性质和联系5) 三次样条插值公式及误差估计1. ]2,,2,2,2,[]2,,2,2,2,[,13)(72162147 x f x f x x x x f 和求+++=。
2. 已知12144,11121,10100===,分别用线性插值和抛物插值法,求115的近似值。
3. (分三次Hermite 插值),仅给定10,x x 和相应的函数值10,y y 及其微商10,m m ,构造插值函数)(x H ,)(x H 满足条件:1).)(x H 是不超过三次的多项式;2). ,)(,)(1100y x H y x H ==1100)(,)(m x H m x H ='='。
4. 构造 不超过3次的插值多项式,使其满足:.3)1(;0)2(,2)1(,1)0(='===f f f f5. 设f(x) ∈C 2[a,b],且)(a f = )(b f =0,求证:b x a x f ≤≤|)(|max )(81a b -≤ 2 bx a x f ≤≤|)(''|max 。
研究生数值分析期末考试试卷参考答案
研究生数值分析期末考试试卷参考答案太原科技大学硕士研究生2012/2013学年第1学期《数值分析》课程试卷参考答案一、填空题(每小题3分,共30分)1、x x ++11;2、2;3、20;4、6;5、kk k k k x x x x x cos 11sin 1----=+ ( ,1,0=k ); 6、12121)(2++=x x x f ;7、311+=+k k x x ( ,1,0=k );8、12-n ;9、2; 10、+++++++--100052552452552052552525524;二、(本题满分10分)解:Gauss-Seidel 迭代方法的分量形式为+--=+--=++-=++++++3221522)1(2)1(1)1(3)(3)1(1)1(2)(3)(2)1(1k k k k k k k k k x x x x x x x x x -----5分取初始向量T x )0,0,0()0(=时,则第一次迭代可得===315)1(3)1(2)1(1x x x ,--------------7分答案有错误第二次迭代可得=-==7119)2(3)2(2)2(1x x x ,-----------9分所以T x )7,11,9()2(-=.---------------10分三、(本题满分10分)解:构造正交多项式:取)()()()(,)(,1)(01112010x x x x x x x ?β?α?α??--=-==,1)()(402040200=∑∑===i i i i i x x x ??α,1)()(402140211=∑∑===i i i i i x x x ??α,2)()(402040211=∑∑===i i i i x x ??β;所以点集{}1,0,1,2,3-上的正交多项式为12)(,1)(,1)(2210--=-==x x x x x x .-------------------------5分则矩阵???????? ?-----=221111*********A , ??=14000100005A A T ,????? ??=3915y A T ;法方程=????? ??????? ??391514000100005210c c c ----------------8分解得===1431093210c c c ;--------9分所以要求的二次多项式为35667033143)12(143)1(109322++=--+-+=x x x x x y .-----------10分四、(本题满分10分)解:取基函数210)(,1)(x x x ==??,则1),(1000=?=dx ??,31),(10201=?=dx x ??, 51),(10411=?=dx x ?? ππ?2sin ),(100=?=xdx f , 3102141sin ),(πππ?-=?=xdx x f----------------------------------6分法方程-=???? ???????? ??34125131311πππb a -----------------8分解得-=+=33454151543ππππb a .---------------9分所以最佳平方逼近多项式233)45415(1543)(x x ππππ?-++=.---------10分五、(本题满分10分)解:在区间[]1,+n n x x 上对微分方程),(y x f dxdy =进行积分得 ??=++11),(n n n n x x x x dx y x f dx dxdy 即=-+n n y y 1?+1),(n n xx dx y x f -------2分对上式等号右边的积分采用梯形公式进行求解,即+1),(n n x x dx y x f []n n f f h +=+12-------5分所以原微分方程初值问题的数值求解公式为11()2n n n n h y y f f ++=++.-------6分上述数值求解公式的截断误差为 ))](,())(,([2)()(1111n n n n n n n x y x f x y x f h x y x y R +--=++++---8分而又由泰勒公式得)()()()(2'1h O x hy x y x y n n n ++=+;)())(,())(,(11h O x y x f x y x f n n n n +=++;所以))](,()())(,([2)()()()(2'1n n n n n n n n x y x f h O x y x f h x y h O x hy x y R ++--++=+ )()())(,()(22'h O h O x y x hf x hy n n n =+-= 故该方法是一阶的方法.-----------------10分六、(本题满分20分)解:(1)构造的差商表如下:x )(x f 一阶差商二阶差商三阶差商 1 22 4 23 5 1 21- 4 8 3 121 -----------------------------15分(2)取2、3、4作为插值点,----------------------------------------------------17分构造的二次牛顿插值多项式为84)3)(2()2(4)(22+-=--+-+=x x x x x x P -----19分所以25.6)5.3()5.3(2=≈P f .------------------------------20分七、(本题满分10分)解:由泰勒公式可得)2)(()2()('b a x f b a f x f +-++=ξ,),(b a ∈ξ. 把上式代入积分公式?b a dx x f )(可得dx b a x f b a f dx x f b a b a+-++=?)2)(()2()('ξ ?+-++-=b a dx b a x f b a f a b )2)(()2()('ξ 故求积公式的截断误差表达式为?+-b a dx b a x f )2)(('ξ,),(b a ∈ξ.-----------5分当1)(=x f 时,求积公式左边=右边=a b -.当x x f =)(时,求积公式左边=右边=222a b -. 当2)(x x f =时,求积公式左边=333a b -,右边=()()92a b a b +-,左边≠右边. -----8分所以求积公式具有一次代数精度.-------------------------- -----10分。
研究生数值分析2012-2013试卷
山东科技大学 2012-2013 学年第一学期《数值分析》考试试卷[][][][]其收敛阶出的牛顿迭代格式,并指的写出求方程为正数,记设六、计算题插值多项式。
的三次写出时,已知当五、计算题差。
多项式,并估计平方误上的一次最佳平方逼近在区间求设函数四、计算题一个复化求积公式利用该求积公式构造等分,并记作)将区间(斯型,并说明理由;)判断该公式是否为高(数精度;代数精度,并指出其代,使其具有尽可能高的试确定求积系数给定求积公式:三、计算题差限。
的绝对误差限与相对误位有效数字,试分析均具有设二、计算题。
计算、设的值。
与计算、设一、计算题**211212121710610360)(,,)(ewton )(,5,2,3,1)(5,3,2,020)(,)(,,,1,0,1,2n 11-32,,)1()1()0()1()(365.3,1.12,,,,723226131,1252222222,13)(1x x f a x a a x x f N x f x f x x f x x f n k i ih x nh C B A Cf Bf Af d x f x x x x A A x x A x L f L f x x x f n n i x F ==-=====+-==++-≈+==⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=++=⎰-∞并指出其精度。
写出改进的欧拉公式,,记取正整数题考虑常微分方程初值问八、计算题消去法求方程组的解。
用列主元迭代格式的敛散性;试分析迭代格式。
迭代格式与写出给定线性方程组七、计算题.0,,n ,)(),,(auss )3(eidel -auss )2(eidel -auss acobi )1(215702031-22-1'321n i ih a x n a b h a y b x a y x f y G S G S G J x x x i ≤≤+=-=⎩⎨⎧=≤≤=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡η。
数值分析A-作业5-2011210287-李国轩-15-12-2013
数值分析A-第05次作业李国轩,机研113,2011210287,15.12.201301. 定义2:f R R →如下:121221,when =0(,),when =01,in other casesx x f x x x x ⎧⎪=⎨⎪⎩,证明1(0)f x ∂∂与2(0)f x ∂∂均存在,但f 在点(0,0)处不可导。
证明:由已知可得到111100111(,0)(0)0(0)lim lim 1h h f h f h f x h h →→--∂===∂ 类似的又有212200222(0,)(0)0(0)lim lim 1h h f h f h f x h h →→--∂===∂ 于是可见1(0)f x ∂∂与2(0)f x ∂∂均存在。
而当取12(,)h h h =,同时120h h =≠,原函数的导数为10001()(0)111limlimlim lim h h h h f h f hh h h →→→→∞-=== 上面式子中的这个极限显然是不存在的,于是原函数在点(0,0)处不可导。
原题得证。
04. 证明由()ln(1)x G x e =+定义的函数G :R R →,在任何闭区间[a,b]上是压缩的,但没有不动点。
证明:反证法来证明可压缩性。
假设存在常数1m ≥和在区间[,]a b 上的两个点x 和y ,使得下面的式子成立()()G x G y m x y -≥-为了在后续的化简过程中过程简单,这里假设x y > 于是1()()ln(1)ln(1)()1x xxyy ye e G x G y m x y e e m x y y x e e +-≥-⇔+-+≥-⇔≥⇔≥+可见这里与原建设x y >矛盾。
因此压缩性得证。
同时,假设存在不动点,即存在*x 满足下面的式子。
******()ln(1)1x x x G x x e x e e =⇔+=⇔+=显然矛盾,因此原函数没有不动点。
重庆大学研究生数值分析期末考试试卷
重庆大学研究生数值分析课程试卷A卷B卷2012 ~2013 学年 第 1学期开课学院:数统学院 课程号:考试日期:考试方式:开卷闭卷 其他 考试时间 120 分钟注:1.大标题用四号宋体、小标题及正文推荐用小四号宋体;2。
按A4纸缩小打印一、 选择题(3分/每小题,共15分)1、以下误差公式不正确的是( A )A. ()()()1212x x x x εεε-=- B 。
()()()1212x x x x εεε+=+C .()()()122112x x x x x x εεε=+ D. ()()22x x x εε=2、通过点()00,x y ,()11,x y 的拉格朗日插值基函数()0l x ,()1l x 满足(C )A. ()000l x =,()110l x =B. ()000l x =,()111l x = C 。
()001l x =,()111l x = D. ()001l x =,()110l x =3、已知等距节点的插值型求积公式 ()()352k k k f x dx A f x =≈∑⎰,则3k k A ==∑( C )A. 1B. 2C. 3 D 。
44、解线性方程组Ax b =的简单迭代格式()()1k k x Bx f +=+收敛的充要条件是( B ) A 。
()1A ρ< B. ()1B ρ< C 。
()1A ρ> D 。
()1B ρ>5、已知差商021[,,]5f x x x =,402[,,]9f x x x =,234[,,]14f x x x =,032[,,]8f x x x =,则420[,,]f x x x =( B )A. 5B. 9C. 14D. 8二、 填空题(3分/每小题,共15分)1取 3.141592x =作为数3.141592654...的近似值,则x 有____6____位有效数字 2、Cotes 求积公式的代数精度为 5学院 专业、班 年级 学号 姓名公平竞争、诚实守信、严肃考纪、拒绝作弊封线密3、若()2[,]f x C a b ∈,则梯形求积公式的截断误差为:3''()()2b a f η--4、迭代法()1n n x x ϕ+=收敛的充分必要条件是:()'1x ϕ<5。
考研_2013年云南昆明理工大学数学分析考研真题A卷
2021年云南昆明理工大学数学分析考研真题A 卷1、证明:当0>x 时,x x x x <+<-)1ln(22.(15分) 2、设⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤>+=0,2sin 210,)1ln()(23x x x x x x f ,求)(x f ',并讨论)(x f '的连续性.〔15分〕3、设)(x f 在区间],[b a 上连续,且0)(>x f ,⎰⎰+=x b x a t f dt dt t f x F )()()(,],[b a x ∈. 证明:〔1〕2)(≥'x F ; 〔2〕方程0)(=x F 在区间),(b a 内有且仅有一个根.(15分)4、求幂级数∑∞=-11n n nx 的收敛区间及和函数,并利用所得的结果求级数∑∞=-112n n n 的和.〔15分〕 5、函数222222)1()1(),(y x y y x x y x f ++-+=, 〔1〕求二次极限),(lim lim 00y x f x y →→和),(lim lim 00y x f y x →→;〔2〕判断二重极限),(lim 00y x f y x →→是否存在.(15分)6、设),(y xy f z =,其中f 具有二阶连续偏导数,求22222,,yz y x z x z ∂∂∂∂∂∂∂.(15分) 7、利用格林公式计算曲线积分⎰++-L dy y x dx x xy )()2(22,其中L 是由抛物线2x y =和x y =2所围成的区域的正向边界曲线.(15分)8、计算三重积分⎰⎰⎰Ωzdv ,其中Ω是由曲面222y x z --=及22y x z +=所围成的闭区域.(15分)9、证明:假设)(x f 在),(+∞-∞内连续,且A x f x =∞→)(lim 〔A 为有限数〕,那么)(x f 必在),(+∞-∞内有界.〔15分〕10、设221)(x n x x S n +=, 证明: 〔1〕函数序列{})(x S n 在),(+∞-∞上一致收敛;〔2〕⎭⎬⎫⎩⎨⎧)(x S dx d n 在),(+∞-∞上不一致收敛.(15分)。
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题号 标准分 得分 (数值计算题中,要写出公式、计算过程中的关键数据及最终结果) A 一、填空题 (每小题 3 分,共 18 分) 1. 与“微积分”相比, “数值分析”最大的特点是 姓名: 2. 样条插值函数在插值节点处具有 线 3. 三次 Chebshev 多项式 T3 ( x ) p61 2 阶光滑度.
3
一 18
二 10
三 8
四 10
五 10
六 10
七 10
八 14
九 10
总
分
Байду номын сангаас
面向计算机
.
A 三、(8 分) 已知函数 f x e x 的数据如下,用二次 Lagrange 插值求 e0.55 的近似值。
x
0.4 1.4918
0.5 1.6487
0.6 1.8221
T3 ( x) 4 x 3 x . (须写成多项式形式)
9 .
f ( x)
4. 求积节点数为 5 的 Gauss 型求积公式的代数精度为 5. 求解常微分方程初值问题的改进的 Euler 公式是 p283.
y p y n hf ( x n , y n ), y c y n hf ( x n 1, y p ), y n 1
订 6. Gauss 消去法中选主元的目的是 学号: 真实结果相差太大 装 .
专业班级: [该项由出卷人填写]
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学号:
姓名:
p A 八、(14 分) (1) 设迭代公式 xk 1 xk 收敛于方程 x x 的根 x* 。若 x 在 x* 附近
x1 + 2 x2 - 2 x3 = 1,
连续,且 x* x* 线
1 定义:一个算法如果输入数据有误差,而在计算过程中舍入误差不增长,此算法是稳定的, 否则此算法是不稳定的。2 初始数据误差将会引起计算结果误差增大,即计算不稳定。3 为 专业班级: 了提高精度通常可把积分区间分成若干子区间(通常是等分) ,再在每个子区间上用低阶求积 公式,这种方法称为复合求积法。
2 1 A 七、(10 分) 用复化梯形公式 (n 8) 和复化 Simpson 公式 (n 4) 求积分 sin dx 。 1 x
X
线 X
K
b
b
,其中 K 为 A 的条件数。
专业班级:
装
订
A 六、(10 分) 对
y = x + y, y( 0)= 1,
用四阶经典 Runge-Kutta 方法求 y 0.1 , y 0.2 ,取步长 h 0.1 。
A 四、(10 分) 证明由 U n x 于权 1 x 2 正交。
给出的多项式族 U n x 在区间 1,1 上关
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姓名:
学号:
A 五、(10 分) 设 A 为 n n 阶实可逆矩阵, b 为 n 维非零列向量, X 为方程组 AX b 的准确 解, X X 为摄动方程 A X X b b 的解,试证明:
p 1
x 0 , x 0 ,证明迭代在 x 附近 p 阶收敛。
* p *
*
A 九、(10 分) 对线性方程组 x1 + x2 + x3 = 1,
2 x1 + 2 x2 + x3 = 1,
研究 Jacobi 迭代法和 Gauss-Seidel 迭代法的
1 ( y p yc ) 2
避免绝对值小的主元作除数,以免造成解出的结果与
A 二、(10 分) 数值积分中的高阶 Newton-Cotes 公式不稳定。(1) 解释“不稳定”的含义; (2) 分析不稳定的原因;(3) 给出一种不稳定问题的解决方法。P104
sin n 1 arccos x 1 x2
(2) 给出解方程 x 2 3 0 的牛顿迭代公式,并利用(1)研究此迭代公式的收敛速度。
收敛性。
专业班级: 专业班级: [该项由出卷人填写]
装
订
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