数值计算方法期末模拟试题二
《数值计算办法》试题集及参考答案
精心整理《数值计算方法》复习试题一、填空题：1、⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡----=410141014A ，则A 的LU 分解为A ⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦。
答案：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=15561415014115401411A 3、1)3(,2)2(,1)1(==-=f f f ，式为。
答案：-1，)3)(1(2)3)(2(21)(2-----=x x x x x L 4、近似值5、设)(x f ()；答案1n x =+6、对)(x f =]4,3,2,1(0)；78n 次后的误差限为(12+-n ab )； 10、已知f (1)＝2，f (2)＝3，f (4)＝5.9，则二次Newton 插值多项式中x 2系数为(0.15)； 11、 解线性方程组A x =b 的高斯顺序消元法满足的充要条件为(A 的各阶顺序主子式均不为零)。
12、 为了使计算32)1(6)1(41310---+-+=x x x y 的乘除法次数尽量地少，应将该表达式改写为11,))64(3(10-=-++=x t t t t y ，为了减少舍入误差，应将表达式19992001-改写为199920012+。
13、 用二分法求方程01)(3=-+=x x x f 在区间[0,1]内的根,进行一步后根的所在区间为0.5，1,进行两步后根的所在区间为0.5，0.75。
14、 求解方程组⎩⎨⎧=+=+042.01532121x x x x 代矩阵的谱半径)(M ρ=121。
15、 设46)2(,16)1(,0)0(===f f f ,则=)(1x l (1l )1(716)(2-+=x x x x N 。
16、(高斯型)求积公式为最高，具有(12+n )次代21]内的根精确到三位小数，需对分（10）次。
22、已知≤≤≤≤3110(x x S 是三次样条函数，则a =(3 )，b 23、(),(10l x l Lagrange 插值基函数，则∑==nk kx l)((1)，=k 0(j)，当时=++=)()3(204x l x xk k k k (324++x x )。
数值计算期末试题及答案
数值计算期末试题及答案1. 题目：求方程 f(x) = x^3 - 3x^2 + 2x - 1 = 0 在区间 [0, 2] 上的根。
解答：为了求解方程 f(x) = 0 在给定区间上的根，可以使用二分法或者牛顿法等数值方法。
这里我将采用二分法进行求解。
首先，观察方程在区间 [0, 2] 上的图像，可以发现 f(0) = -1，f(2) = 1，即方程在区间 [0, 2] 上存在根。
接下来，我们可以通过二分法逼近此根的位置。
二分法的基本思路是不断将给定区间一分为二，并判断根的位置在前半部分还是后半部分，然后继续在包含根的那一半区间内进行二分，直到达到所需的精确度为止。
具体的二分法迭代过程如下：1. 初始化区间左边界 a = 0，右边界 b = 2，以及精确度 eps。
2. 当 (b - a) > eps 时，执行以下步骤：a. 计算区间中点 c = (a + b) / 2。
b. 如果 f(c) 等于 0 或者在所需的精确度 eps 内，返回 c。
c. 否则，根据 f(c) 和 f(a) 的符号判断根的位置：- 如果 f(c) 和 f(a) 的符号相同，说明根在区间 [c, b] 中，更新 a = c。
- 否则，根在区间 [a, c] 中，更新 b = c。
3. 返回最终得到的近似根 c。
根据上述算法，我们可以得到方程 f(x) = 0 在区间 [0, 2] 上的近似根为c ≈ 1.521。
2. 题目：使用梯形法则计算定积分∫[0, π] sin(x) dx。
解答：定积分的数值计算可以通过数值积分方法来实现。
其中，梯形法则是一种常用的数值积分方法。
梯形法则的基本思路是将定积分区间划分成多个小梯形，然后计算各个小梯形的面积之和作为近似解。
具体的步骤如下：1. 初始化定积分区间的左边界 a = 0，右边界b = π，以及划分的小梯形数量 n。
2. 计算每个小梯形的宽度 h = (b - a) / n。
数值计算方法试题及答案
数值计算方法试题一一、 填空题（每空1分，共17分）1、如果用二分法求方程043=-+x x 在区间]2,1[内的根精确到三位小数，需对分（ ）次。
2、迭代格式)2(21-+=+k k k x x x α局部收敛的充分条件是α取值在（ ）。
3、已知⎪⎩⎪⎨⎧≤≤+-+-+-≤≤=31)1()1()1(2110)(233x c x b x a x x x x S 是三次样条函数，则a =( )，b =（ ），c =（ ）。
4、)(,),(),(10x l x l x l n 是以整数点n x x x ,,,10 为节点的Lagrange 插值基函数，则∑==nk kx l0)(( )，∑==nk k jk x lx 0)(( )，当2≥n 时=++∑=)()3(204x l x xk k n k k( )。
5、设1326)(247+++=x x x x f 和节点,,2,1,0,2/ ==k k x k 则=],,,[10n x x x f 和=∆07f。
6、5个节点的牛顿-柯特斯求积公式的代数精度为 ，5个节点的求积公式最高代数精度为 。
7、{}∞=0)(k kx ϕ是区间]1,0[上权函数x x =)(ρ的最高项系数为1的正交多项式族，其中1)(0=x ϕ，则⎰=14)(dx x x ϕ 。
8、给定方程组⎩⎨⎧=+-=-221121b x ax b ax x ，a 为实数，当a 满足 ，且20<<ω时，SOR 迭代法收敛。
9、解初值问题00(,)()y f x y y x y '=⎧⎨=⎩的改进欧拉法⎪⎩⎪⎨⎧++=+=++++)],(),([2),(]0[111]0[1n n n n n n n n n n y x f y x f h y y y x hf y y 是阶方法。
10、设⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=11001a a a a A ，当∈a （ ）时，必有分解式T LL A =，其中L 为下三角阵，当其对角线元素)3,2,1(=i l ii 满足（ ）条件时，这种分解是唯一的。
数值计算方法期末试题及答案 经过订正
1 0,
1 0.4 1 0.16 0 ,
0.4 1
1 0.4 0.4 0.4 1 0.8 0.296 0 0.4 0.8 1
A 正定
5分
1 0.4 0.4
2D A 0.4 1 0.8
0.4
0.8
1
1 0,
1 0.4 1 0.16 0 ,
0.4 1
1 0.4 0.4 0.4 1 0.8 0.216 0 0.4 0.8 1
2D A 不正定.即 A 和 2D A 不同时正定
8分
故,Jacobi 法发散.
2. 高斯-塞德尔法:由 1 知, A 是实对称正定矩阵,所以 Gauss-Seidel 法收敛.
其迭代格式为
x1(k x2(k
1) 1)
1 0.4 x2(k ) 0.4 x3(k ) 2 0.4 x1(k 1) 0.8 x3(k )
5分
y3 0.1x2 0.9 y2 0.1 0.2 0.9 0.82 0.758
y4 0.1x3 0.9 y3 0.1 0.3 0.9 0.758 0.7122
7分
解：2.建立具体的改进的 Euler 公式:
yp
yn
hf
( xn,
yn )
0.1xn
0.9 yn
yc yn hf ( xn1, y p ) 0.09xn 0.91 yn 0.01
（14 分）
解：1 .建立具体的 Euler 公式:
yn1 yn hf ( xn, yn ) yn 0.1( xn yn ) 0.1xn 0.9 yn 3 分
已知 y0 1 , xn 0.1n , n 0,1,2,3,4 ，则有：
y1 0.1x0 0.9 y0 0.9
数值计算方法期末考精彩试题
标准文档1y21. 已知函数1 x 的一组数据：求分段线性插值函数，并计算的近似值 .计算题 1.答案% x 1 x 0 1.解x0,1 L x0 11，1% x 2 x 1x 1,2 Lx2，1 2 1因此分段线性插值函数为%x0,1L xx1,2%L111dx4. 写出梯形公式和辛卜生公式，并用来分别计算积分x .计算题 4.答案bb af a f bf x dx4 解梯形公式 a211 1[1 11dx2 0应用梯形公式得x1 1 1b f x dxb a[ f a4 f (a b) f b ]辛卜生公式为a6211 1 01 01dx 6 [ f 0 4 f () f 1 ]应用辛卜生公式得x21 [ 1 4 11 ] 25 6 1 011 11362四、证明题（此题10 分）确立以下求积公式中的待定系数，并证明确立后的求积公式拥有 3 次代数精准度h f x dx A 1 f h A 0 f 0 A 1 f hh证明题答案证明：求积公式中含有三个待定系数，即A 1, A 0, A1，将f x1,x, x 2 分别代入求积公式，并令其左右相等，得A 1 A 0 A 1 2hh( A 1 A 1 ) 0h 2 ( A1A ) 2 h 313A 1 A 1 1 h A 0 4h得3 ， 3 。
所求公式起码有两次代数精准度。
又因为h h h3h h 3x 3dxh 33x 4dxhh 4h4 hh 33hhh fh4f 0hf hf x dx故 h333拥有三次代数精准度。
31, x9f ( x) x 2, x1, x1．设4124f x1 , 9x使知足（1）试求在4 4上的三次 Hermite 插值多项式H ( x j ) f ( x j ), j 0,1,2,... H ' ( x 1 ) f ' (x 1 )x以升幂形式给出。
（2）写出余项 R(x)f ( x) H (x) 的表达式计算题 1.答案x14 x 3 263 x 2 233 x 1 1、（ 1）225450450251 9 51)( x 1)2(x9), ( x) ( 1 , 9)R x2( x（ 2）4!1644 4 43． 试确立常数 A ， B ，C 和 a ，使得数值积分公式有尽可能高的代数精度。
数值计算方法期末考试题精选版
数值计算方法期末考试题Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】一、单项选择题（每小题3分，共15分）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()211y y yx y ⎧'=+⎪⎨⎪=⎩的计算公式 .填空题答案1. 9和292.()()0101f x f x x x --3. 184.()()120f f <5. ()1200.11.1,0,1,210.11k k y y k k y +⎧⎛⎫⎪ ⎪=+⎪ ⎪=+⎨⎝⎭⎪=⎪⎩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()()0,0,0X =，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101dx x +⎰.计算题4.答案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次代数精确度证明题答案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 。
数值计算方法试题和答案解析
数值计算方法试题一一、 填空题(每空1分,共17分) 1、如果用二分法求方程043=-+x x 在区间]2,1[内的根精确到三位小数,需对分( )次。
2、迭代格式)2(21-+=+k k k x x x α局部收敛的充分条件就是α取值在( )。
3、已知⎪⎩⎪⎨⎧≤≤+-+-+-≤≤=31)1()1()1(2110)(233x c x b x a x x x x S 就是三次样条函数,则a =( ),b =( ),c =( )。
4、)(,),(),(10x l x l x l n Λ就是以整数点n x x x ,,,10Λ为节点的Lagrange 插值基函数,则∑==nk kx l0)(( ),∑==nk k jk x lx 0)(( ),当2≥n 时=++∑=)()3(204x l x xk k n k k( )。
5、设1326)(247+++=x x x x f 与节点,,2,1,0,2/Λ==k k x k 则=],,,[10n x x x f Λ 与=∆07f。
6、5个节点的牛顿-柯特斯求积公式的代数精度为 ,5个节点的求积公式最高代数精度为 。
7、{}∞=0)(k kx ϕ就是区间]1,0[上权函数x x =)(ρ的最高项系数为1的正交多项式族,其中1)(0=x ϕ,则⎰=14)(dx x x ϕ 。
8、给定方程组⎩⎨⎧=+-=-221121b x ax b ax x ,a 为实数,当a 满足 ,且20<<ω时,SOR 迭代法收敛。
9、解初值问题00(,)()y f x y y x y '=⎧⎨=⎩的改进欧拉法⎪⎩⎪⎨⎧++=+=++++)],(),([2),(]0[111]0[1n n n n n n n n n n y x f y x f h y y y x hf y y 就是阶方法。
10、设⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=11001a a a a A ,当∈a ( )时,必有分解式T LL A =,其中L为下三角阵,当其对角线元素)3,2,1(=i l ii 满足( )条件时,这种分解就是唯一的。
数值计算方法期末模拟测试题
一、单项选择题（每小题3分，共15分）1. 3.142和3.141分别作为的近似数具有（ ）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，则＝（ ）A ．B ．C ．D ．3. 通过点的拉格朗日插值基函数满足（ ）A ．＝0，B ．＝0，C ．＝1，D ． ＝1，4. 设求方程的根的牛顿法收敛，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 作第一次消元后得到的第3个方程（ ）.A ．B ．C ．D ．π()()211211()(2)636f x dx f Af f ≈++⎰A 16131223()()0011,,,x y x y ()()01,l x l x ()00l x ()110l x =()00l x ()111l x =()00l x ()111l x =()00l x ()111l x =()0f x =1231231220223332x x x x x x x x ++=⎧⎪++=⎨⎪--=⎩232x x -+=232 1.5 3.5x x -+=2323x x -+=230.5 1.5x x -=-二、填空题（每小题3分，共15分）1. 设, 则 ， .2. 一阶均差3. 已知时，科茨系数，那么4. 因为方程在区间上满足 ，所以在区间内有根。
5. 取步长，用欧拉法解初值问题的计算公式 .三、计算题（每题15分，共60分）1. 已知函数的一组数据：求分段线性插值函数，并计算的近似值.2. 已知线性方程组（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，应用雅可比迭代公式、高斯－塞德尔迭代公式分别计算（保留小数点后五位数字）.3. 用牛顿法求方程在之间的近似根 （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0.0001.4. 写出梯形公式和辛卜生公式，并用来分别计算积分.TX )4,3,2(-==1||||X 2||||X =()01,f x x =3n =()()()33301213,88C C C ===()33C =()420x f x x =-+=[]1,2()0f x =0.1h =()211yy yx y ⎧'=+⎪⎨⎪=⎩211y x =+()1.5f 1231231231027.21028.35 4.2x x x x x x x x x --=⎧⎪-+-=⎨⎪--+=⎩()()00,0,0X =()1X 3310x x --=[]1,21011dx x +⎰1. 设 ，取5位有效数字，则所得的近似值x= .2.设一阶差商，则二阶差商3. 设, 则 ， 。
数值分析模拟试卷(二)
2
………11 分
2 12 1 4 1 2
1 1 0 ， ( B ) 1 4 2
………15 分
所以 SOR 方法迭代格式收敛． 四、由拉格朗日插值得二次多项式
1 p 2 ( x) ( x 2 3 x) 2
又设 H ( x) p2 ( x) Ax ( x 1)( x 2) 由于 H (1) f (1) 3 ，解出 A 所以 H ( x) p 2 ( x) 余项 R(x)=
1
x3 1 x(1 x)
0
dx ，问当节点数 n 取何值时，能得到
二：
1、0；
一、填空题（每空 3 分，共 30 分） 2、发散； 3、 f ( x ) 0 ；
*
4、16，90； 6、 3 3 ； 8、b-a；
5、是，因为在 x0 1.5 附近，迭代函数是压缩映射； 7、
0i 2 0 j 2 j i
b a
f ( x)dx
k 0
n
Ak f ( x k ) 的求积系数之和
A
k 0
n
k
__________ .
2 2 1 二、 （15 分）已知方阵 A 1 1 1 ， 3 2 1
(1) 证明： A 不能被分解成一个单位下三角阵 L 和一个上三角阵 U 的乘积； (2) 试通过交换 A 的行，使其能实现(Doolittle)分解，并给出其分解； (3) 用上述分解求解方程组 AX=b，其中 b (3.5,2,4) ．
………4 分
5 2
………9 分 ………12 分
5 5 7 x( x 1)( x 2) x 3 7 x 2 x 2 2 2
数值计算方法期末考试题
数值计算方法期末考试题集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#一、单项选择题（每小题3分，共15分）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()211y y 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 +⎧⎛⎫⎪ ⎪=+⎪ ⎪=+⎨⎝⎭⎪=⎪⎩三、计算题（每题15分，共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()()0,0,0X =，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101dx x +⎰.计算题4.答案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，得得1113A A h -==，043hA =。
数值分析(计算方法)期末试卷及参考答案
江西理工大学 大 学二 计算-- -------- ---- ---- ----号 --学线 ------2013 至 2014学年第 一 学期试卷试卷 课程数值剖析年级、专业︵B题号一二三四五六七 八九十总分︶得分第1. 给定数据表：（ 15 分）x i 1 2 f ( x i )2 3f ' (x i )------ ----------- 名- --姓封 -- -------- -------- -----------密------------- --- 级---班- -- 、 - -- 业- --专--一 填空 (每空 3 分，共 30 分)1. 在一些数值计算中，对数据只好取有限位表示，如时所产生的偏差称为 。
2. 设 f ( x)x 7 x 6 1 ， f [30 ,31 ]f [3 0 ,31, ,37]， f [3 0 ,31, ,38 ]3. 5 个节点的牛顿 -柯特斯公式代数精度是。
4. 求方程 x2cos x 根的 Newton 迭代格式为5. 设(1, 3,0,2) ，则1，2 12；设 A5 ，则 A41页 2 1.414 ，这 ︵共3页 ， ︶ 。
江 。
西理，工 大学。
大 学 教 务处(1) 结构 Hermit 插值多项式 H 2 ( x) ，并计算 f (1.5) 。
(2) 写出其插值余项，并证明之。
- ---------------------- 号- ---- 学--------线-------------------------名- 2. 已知方程x2 ln x 4 0 ，取 x0 1.5 ，用牛顿迭代法求解该方程的根，要求 x k 1 x k 1试10 3时停止迭代。
（10分）卷︵B︶第2页︵共4．用Euler方法求解初值问题y'x yy(0) 0---封姓- ------------------------密------------- 级---- 班--- 、- -- 业-- 专-1 33. 确立求积公式 f ( x)dx Af (0) Bf ( x1 ) Cf (1)0页︶中的待定参数A, B,C , x1，使其代数精度尽可能高，并指出其代数精度。
数值计算方法期末试题及答案
一、选择题（每小题4分，共20分）1. 误差根据来源可以分为四类，分别是（ A ）A. 模型误差、观测误差、方法误差、舍入误差；B. 模型误差、测量误差、方法误差、截断误差；C. 模型误差、实验误差、方法误差、截断误差；D. 模型误差、建模误差、截断误差、舍入误差。
2. 若132)(356++-=x x x x f ，则其六阶差商=]3,,3,3,3[6210 f （ C ） A. 0； B. 1； C. 2； D. 3 。
3. 数值求积公式中的Simpson 公式的代数精度为 （ D ）A. 0；B. 1；C. 2；D. 3 。
4. 若线性方程组Ax = b 的系数矩阵A 为严格对角占优矩阵，则解方程组的Jacobi 迭代法和Gauss-Seidel 迭代法 （ B ）A. 都发散；B. 都收敛C. Jacobi 迭代法收敛，Gauss-Seidel 迭代法发散；D. Jacobi 迭代法发散，Gauss-Seidel 迭代法收敛。
5. 对于试验方程y y λ='，Euler 方法的绝对稳定区间为（ C ）A. 02≤≤-h ；B. 0785.2≤≤-h ；C. 02≤≤-h λ；D. 0785.2≤≤-h λ ；二、填空题（每空3分，共18分）1. 已知⎪⎪⎭⎫⎝⎛--='-=4321,)2,1(A x ，则 =2x 5，=1Ax 16 ，=2A 22115+2. 已知3)9(,2)4(==f f ，则 f (x )的线性插值多项式为)6(2.0)(1+=x x L ,且用线性插值可得f (7)= 2.6 。
3. 要使20的近似值的相对误差界小于0.1%，应至少取 4 位有效数字。
三、利用下面数据表，1. 用复化梯形公式计算积分dxx f I )(6.28.1⎰=的近似值；解：1.用复化梯形公式计算 取2.048.16.2,4=-==h n 1分分分分7058337.55))6.2()2.08.1(2)8.1((22.04))()(2)((231114=+++=++=∑∑=-=f k f f b f x f a f hT k n k k2. 用复化Simpson 公式计算积分dxx f I )(6.28.1⎰=的近似值。
数值计算方法试题及答案
数值计算方法试题一一、填空题（每空1分，共17分）1、如果用二分法求方程043=-+x x 在区间]2,1[内的根精确到三位小数，需对分（ ）次。
2、迭代格式)2(21-+=+k k k x x x α局部收敛的充分条件是α取值在（ ）。
3、已知⎪⎩⎪⎨⎧≤≤+-+-+-≤≤=31)1()1()1(2110)(233x c x b x a x x x x S 是三次样条函数，则a =( )，b =（ ），c =（ ）。
4、)(,),(),(10x l x l x l n 是以整数点n x x x ,,,10 为节点的Lagrange 插值基函数，则∑==nk kx l)(( )，∑==nk k jk x lx 0)(( )，当2≥n 时=++∑=)()3(204x l x xk k nk k ( )。
5、设1326)(247+++=x x x x f 和节点,,2,1,0,2/ ==k k x k 则=],,,[10n x x x f 和=∆07f 。
6、5个节点的牛顿-柯特斯求积公式的代数精度为 ，5个节点的求积公式最高代数精度为 。
7、{}∞=0)(k kx ϕ是区间]1,0[上权函数x x =)(ρ的最高项系数为1的正交多项式族，其中1)(0=x ϕ，则⎰=104)(dx x x ϕ 。
8、给定方程组⎩⎨⎧=+-=-221121b x ax b ax x ，a 为实数，当a 满足 ，且20<<ω时，SOR迭代法收敛。
9、解初值问题00(,)()y f x y y x y '=⎧⎨=⎩的改进欧拉法⎪⎩⎪⎨⎧++=+=++++)],(),([2),(]0[111]0[1n n n n n n n n n n y x f y x f h y y y x hf y y 是阶方法。
10、设⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=11001a a a a A ，当∈a （ ）时，必有分解式T LL A =，其中L 为下三角阵，当其对角线元素)3,2,1(=i l ii 满足（ ）条件时，这种分解是唯一的。
数值计算方法期末试题及答案
数值计算方法期末试题及答案研究生数值计算方法期末试题及答案、单项选择题（每小题2分，共10分）1 _51. 在下列四个数中，有一个数具有4位有效数字，且其绝对误差限为10 ，则2该数是（）A0.001523B0.15230C0.01523D 1.523002.设方阵A可逆，且其n个特征值满足：「「2 -…「n，则A"1的主特征值是( )11A—B.1'nC■■■ -1 或■■ -n D 1 1'或''1 ' n_ (k 1)3.设有迭代公式X二Bx f。
若IIBII > 1, 则该迭代公式（)A必收敛B必发散C 可能收敛也可能发散4. 常微分方程的数值方法，求出的结果是（)A 解函数B近似解函数C 解函数值D近似解函数值5. 反幕法中构造向量序列时，要用到解线性方程组的（)A 追赶法B LU分解法C 雅可比迭代法D咼斯一塞德尔迭代法填空题（每小题4分，共20分）X2 X3 =41 . 设有方程组X1 -2X2 3x^1 , 则可构造高斯一塞德尔迭代公式为2捲 - x2x3 = 0计算题(每小题 10分，共50 分)设f (x) = x - 2x 4若在［-1 , 0］上构造其二次最佳均方逼近多项式，请写出相应的法方程。
设有方程组x 1 2x 2 - 2x 3 = 1 X 1 X 2 X 3 二 1 2x 1 2x 2 x 3 = 1试确定常数 A , B , C 及「，使求积公式1f (x)dx =Af (-：)Bf(0) Cf (：) -1为高斯求积公式。
5?设有向量x = ( 2,1,2)T ，试构造初等反射阵 H ,使H x = ( 3,0,0)丁。
四?证明题(每小题 10分，共20分)1.设有迭代公式X k1xk -，试证明该公式在x^4邻近是2阶收敛的，并2X k -3- -10 1 12.设 A =-2 1 -1，则-11 1 _A：：设y^x 2y 2, y(0) = 1，则相应的显尤拉公式为y . .1二2设 f (x)二 ax 1, g (x) = x 。
《数值计算方法》试题集及答案 (2)
《数值计算方法》复习试题一、填空题：1、⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡----=410141014A ，则A 的LU 分解为A ⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦。
答案：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=15561415014115401411A 3、1)3(,2)2(,1)1(==-=f f f ，则过这三点的二次插值多项式中2x 的系数为 ，拉格朗日插值多项式为 。
答案：-1，)2)(1(21)3)(1(2)3)(2(21)(2--------=x x x x x x x L4、近似值*0.231x =关于真值229.0=x 有( 2 )位有效数字；5、设)(x f 可微,求方程)(x f x =的牛顿迭代格式是( )；答案)(1)(1n n n n n x f x f x x x '---=+6、对1)(3++=x x x f ,差商=]3,2,1,0[f ( 1 ),=]4,3,2,1,0[f ( 0 )；7、计算方法主要研究( 截断 )误差和( 舍入 )误差；8、用二分法求非线性方程 f (x )=0在区间(a ,b )内的根时，二分n 次后的误差限为( 12+-n a b )；10、已知f (1)＝2，f (2)＝3，f (4)＝5.9，则二次Newton 插值多项式中x 2系数为( 0.15 )； 11、 解线性方程组A x =b 的高斯顺序消元法满足的充要条件为(A 的各阶顺序主子式均不为零)。
12、 为了使计算32)1(6)1(41310---+-+=x x x y 的乘除法次数尽量地少，应将该表达式改写为11,))64(3(10-=-++=x t t t t y ，为了减少舍入误差，应将表达式19992001-改写为199920012+ 。
13、 用二分法求方程01)(3=-+=x x x f 在区间[0,1]内的根,进行一步后根的所在区间为 0.5，1 ,进行两步后根的所在区间为 0.5，0.75 。
数值计算方法考试试卷答案2
１绍兴文理学院二○○ 学年第 学期数 学 系 专 业 级《计算方法》期 试卷 1标准答案及评分标准一、填空题（共 30 分，每小题 5 分）1．3 , 2. 1)(<A ρ , 3. 20500.09726.0x y +=4. )(5h O ,5. ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---25/150/108/140/108/18/10, 6. ⎪⎩⎪⎨⎧=----==+),2,1,0( 1615.15610 k x x x x x x k k k k k二、设)(2x P 满足,12)3(,4)2(,2)1(222===P P P 则673)(22+-=x x x P ; (2分)又由插值条件知,)(3x p 应具有形式：)3)(2)(1()()(3---+=x x x K x P x P （2分） 显然 )3,2,1()()(23==i x P x P i i . 为确定待定系数K ,可用条件.3)2(3='P 得2=K （2分） 从而 61592)(233-+-=x x x x P (2分) 由题意，余项)()()(33x P x f x R -=应具有形式：)3()2)(1)(()(23---=x x x x K x R . 作辅助函数)3()2)(1)(()()()(23-----=t t t x K t P t f t ϕ; 则)(t ϕ在点x ,1,2,2,3,处有5个零点, 反复应用罗尔定理,知 有一个)3,1(∈ξ,使0)()4(=ξϕ, 即 0)(!4)()()4()4(=-=x K f ξξϕ, )(!41)()4(ξf x K =, 所以 )3()2)(1)((!41)(2)4(3---=x x x f x R ξ (4分) 三、1．⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--⋅⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡==263741123121LU A （6分） 2. 由 b LY =解得 ()T Y 0 ,1- ,1=, (3分) ； 由Y UX =解得 T X )0 ,3/1 ,3/1(-= （3分）四、证明 1. 对Jacobi 方法,其迭代矩阵为 ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=02/12/11012/12/10B . 设其特征值为λ, 则 1/25)( , 25,0 ,0453,213>=±===+=-B i B I ρλλλλλ所以,故Jacobi 方法发散. (6分) 2. 对Gauss-Seidel 方法, 迭代矩阵为 ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡----=2/1002/12/102/12/10B 显然其特征值为12/1)( ,2/1 ,0321<=-===B ρλλλ ,故Gauss-Seidel 方法收敛. (6分) 五、证明 1. 若使则有 ,0 ,0)det(0≠=+X A I0)(0=+X A I , 即 00X AX -=于是100=ppX AX从而 1≥p A . 此即矛盾. 故A I + 非奇异. (6分)２2. 由 I A I A I =++-1))(( 得11)()(--+-=+A I A I A I所以 p p p p p p p A I A I A I A I A I 111)()()(---+⋅+≤+≤+⋅- 即 pppA A I A-≤+≤+-11)(111(6分) 六、解 由所给函数表知8],[ ,2],[ ,75.0],[ .1 ,1 ,5.1322110321==-====x x f x x f x x f h h h于是6)],[(6 ,18g 6.6,g ,5.0 ,4.0 ,5.0 ,6.001010212121-='-=======g x x f h g λλμμ，36]),[(632333=-'=x x f y h g 故确定3210,,,M M M M 的方程组为⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡30186.66215.025.04.026.0123210M M M M （4分）解之得 16,4,4,53210===-=M M M M ， （2分）于是 12111112100130113101)6()6(6)(6)()(h x x h M y h x x h M y h x x M h x x M x s --+--+-+-= ]0,5.1[ ,1223-∈-+=x x x （2分） 同理可得 ]1,0[ ,12)(22∈-=x x x s （2分）]2,1[ ,3642)(233∈-+-=x x x x x s （2分）七、证明 因为 ,),(y y x f λ-= 故梯形公式为 )),(),((2111+++++=n n n n n n y x f y x f hy y ， 即)(211++--+=n n n n y y h y y λλ (2分)整理成显格式为 01121222222y h h y h h y h h y n n n n +-+⎪⎭⎫ ⎝⎛+-==⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=λλλλλλ （1） (2分)设初值0y 有小扰动0δ，于是有 )(2200111δλλδ+⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=++++y h h y n n n （2） (2分))1()2(- 得01122δλλδ++⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=n n h h (2分) 显然，对任意步长0>h ，都有122≤+-hhλλ ，从而 01δδ≤+n . 即梯形公式对任意步长0>h 都是稳定的. (2分)。
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，取
，
，取初始值，
近似解的梯形公式是
，则＝＝
＝
＝
10、设，当时，必有分解式，其中
L为下三角阵，当其对角线元素足条件时，这种分解是唯一的。
二、计算题（共60 分，每题15分）
1、设
在上的三次Hermite插值多项式H（x）使满
（1）试求
足H（x）以升幂形式给出。
（2）写出余项的表达式
2、
已知的满足，试问如何利用构造一
个收敛的简单迭代函数，使0，1…收敛？
3、试确定常数A，B，C和，使得数值积分公式
有尽可能高的代数精度。
试问所得的数值积分公式代数精度是多少？它是否为Gauss型的？
4、推导常微分方程的初值问题的数值解公式：
三、证明题
1、设
（1）写出解
的Newton迭代格式
（2）证明此迭代格式是线性收敛的
2、设R=I－CA，如果，证明：
（1）A、C都是非奇异的矩阵
（2）
参考答案：
一、填空题
1、2.3150
2、
3、
4、1.5
5、
6、
7、
8、收敛
9、O（h）
10、
二、计算题
1、1、（1）
（2）
，可得
2、由
因故
故，k=0,1,…收敛。
3、，该数值
求积公式具有5次代数精确度，它是Gauss型的
4、数值积分方法构造该数值解公式：对方程在区间
上积分，得
，记步长为h,对积分
用Simpson求积公式得
所以得数值解公式：
三、证明题
1、证明：（1）因，故，由Newton 迭代公式：
n=0,1,…
得，n=0,1,…
（2）因迭代函数，而，
又，则
故此迭代格式是线性收敛的。
2、证明：（1）因，所以I–R非奇异，因I–R=CA，所以C，A都是非奇异矩阵
（2）(2)故则有
（2.1）
因CA=I–R，所以C=（I–R）A-1，即A-1=（I–R）-1C
又RA-1=A-1–C，故
由（这里用到了教材98页引理的结论）
移项得
(2.2)
结合（2.1）、(2.2)两式，得。