大连理工大学09级矩阵与数值分析试题

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大 连 理 工 大 学

课 程 名 称: 矩阵与数值分析 试 卷: 统一 考试类型 闭卷 授课院 (系): 数 学 系 考试日期:2010年1月12日 试卷共 8页

一、 填空与判断题(⨯或√),每空 2 分,共50分

(1) 已知2009.12a =,2010.01b =分别是按四舍五入原则得到的1x 和2x 近似

值,那么,1x a -≤ ;2x b b -≤ ;12x x ab -≤ 。

(2)[]0,1上权函

数()x x ρ=的正交多项式族中()1x φ= ;

()()1

5

350

x

x x φ+=⎰ 。

(3) 已知存在实数R 使曲线2y x =和()2

228y x R +-=相切。求切点横坐标近似值的Newton 迭代公式为 。

(4) 设1221⎛⎫

⎪-⎝⎭

A =,则它的奇异值为 。

(5)若取1101⎡⎤

=⎢⎥⎣⎦

A ,则10

d t

e t =⎰A 。 (6) 若1

1

--≤I A 。

(7) 已知(),(),()f a h f a f a h -+,计算一阶数值导数的公式是:

()f a '= 2()O h +;取()f x =0.001h =,

那么,用此公式计算(2)f '的近似值时,为避免误差的危害,应该写成:

(2)f '≈ 。

姓名: 学号: 院系:

矩阵数值分析 班

主讲教师

线

(8) 已知0.2510.25⎛⎫= ⎪

⎭A ,则0k

k ∞

==∑A 。 (9) 设,n

≠∈C s 0则

()

2

T

=ss s,s 。

(10) 求解微分方程(0)2u t u

u '=-⎧⎨=⎩,的Euler 法公式为 ;

绝对稳定区间为 ;改进的Euler 公式为 。 (11) 用A (-2,-3.1)、B (-1,0.9)、C (0,1.0) 、D (1,3.1)、E (2,4.9)拟合一 直线s (x )=a +bx 的法方程组为:

(12) 已知多项式()3234321p x x x x =+++,那么求此多项式值的秦九韶算法公为:_ ______。

(13)

则均差[1,0,1]f -= ,由数据构造出最简插值多项式

()p x = 。

(14)设⎪⎪⎪⎪

⎝⎛+=231311a A ,当a 满足条件 时, A 必有唯一的T LL 分解(其中L 是对角元为正的下三角矩阵)。 (15) 求01)(=--=x e x f x 根的Newton 迭代法至少局部平方收敛 ( ) (16) 若A 为可逆矩阵,则求解A T Ax=b 的Gauss-Seidel 迭代法收敛 ( ) (17) 分段二点三次Hermite 插值多项式∈C 2函数类 ( ) (18) 如果A 为Hermite 矩阵,则A 的奇异值是A 的特征值 ( )

二、(6分)已知A =010202⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪- ⎪

-⎝

⎭,求出A 的Jordan 分解以及sin t A 。 三、(6分)给定求积节点:x k =0,0.25,0.5,0.75,1,请用复化的梯形公式和

复化的Simpson 公式,计算如下定积分的近似值。

四、(8分)确定将向量()1,3,4T

=x ,变换为向量()1,0,T

t =y 的正数t 和Householder 矩阵H ,以及()2cond H ,1H 。 五、(10分)

(1) 用Schimidt 正交化方法,构造[1,1]-上以1)(≡x ρ权函数的正交多项式系:)(0x φ,)(1x φ,)(2x φ;

(2)利用所得到的结果构造()4f x x =在[1,1]-上的最佳二次平方逼近多项式;

(3)构造[1,1]-上的两点Gauss 型数值求积公式;

(4)利用(3)的结果给出1

0sin 1x

dx x

+⎰

的近似值。 六、(12分)设线性方程组: 1

312

1

23212101242

x x x x x x x -=⎧⎪

--=-⎨⎪--+=⎩ (1) 利用Gauss 消去法求上述解方程组; (2) 求系数矩阵A 的LU 分解;

(3) 写出求解上述方程组的矩阵形式的Jacobi 迭代公式和分量形式的Gauss-Seidel 迭代法公式,并讨论收敛性.

七、(10分)已知解常微分方程初值问题00()(,)

()u t f t u u t u '=⎧⎨=⎩的某线性二步法的第

一、第二特征多项式分别为:

()2413

3ρλλλ=-+,()223

σλλ=

(1) 给出此线性二步法具体表达式,并求出其局部截断误差主项; (2) 讨论其收敛性; (3) 求其绝对稳定区间。

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