最新研究生数值分析考试试题汇总
研究生《数值分析》试卷

研究生“数值分析”试题一, 填空(20分)1,n +1个互异节点插值型数值求积公式的代数精度为________次,最高为________次。
2,SOR 方法收敛的必要条件:松弛因子ω满足条件_________。
3,对于插值型求积公式∑⎰=-≈nk k k x f A dx x f 011)()(,其节点),,1,0(n k x k =是高斯点的充分必要条件是_________。
4,设)(ij a A =为n ×n 矩阵,则1A =________,∞A =________。
5,设解方程组b Ax =的迭代法为d Bx x k k +=+1,则迭代收敛的充分必要条件是________。
6,判断下面的函数是否为三次样条函数(填是或否)(1)211001)1(0)(233≤≤<≤<≤⎪⎩⎪⎨⎧-+=x x x x x x x f - (2)⎩⎨⎧≤≤<≤-++++=100112212)(33x x x x x x x f二,(10分)在22-≤≤-x 上给出x e x f -=)(等距节点函数运用二次插值求x e -的近似值,要使误差不超过610-,问使用函数表的步长应取多大?三,(10分)四,(10分)设)(x f 在[]30,x x 上有三阶连续导数,且3210x x x x <<<,试作一个次数不高于四次的多项式)(x p ,满足条件)()(j j x f x p ==j 0,1,2,3)(')('11x f x p = 推导它的余项)()()(x p x f x E -=的表达式五,(10分)试用Romberg (龙贝格)方法,计算积分⎰311dx x,并精确到小数点后4位。
六,(10分)利用数值积分的Simpson (辛甫生)公式,导出公式)''4'(31111-+-++++=n n n n n y y y h y y 并指出次方法的阶七,(10分)设0)(=x f 的单根α,)(x F x =是0)(=x f 的等价方程,则:)(x F 可表为)()()(x f x m x x F -=证明: 当1)]('[)(-≠ααf m 时,)(x F 是一阶的。
研究生数值分析考试

工科研究生《数值分析》复习练习一.填空(共4分,每空44分)(1)设i x i =(n i ,,2,1,0⋯=)插值结点,)(x l i 是相应的n 次Lagrange 插值基函数,则()ni i l x ==∑(),=∑=ni i i x l x 0)(().(2)用简单迭代法求方程3()10f x x x =−−=的正实根,迭代格式()至少是二阶收敛的。
(3)求解非线性方程01=−x xe 的牛顿迭代公式是()(4)在所有首项系数为1的n 次多项式中,首项系数为1的n 次()多项式在[-1,1]上与零的平方逼近误差最小。
(5)设211314122A −⎛⎞⎜⎟=⎜⎟⎜⎟−⎝⎠,则1||||A =(),||||A ∞=().(6)32()272f x x x =−+,则[1,2,3,4]f =(),[1,1,1]f =()(7)n 次Chebyshev 多项式在[-1,1]上的零点为()(8)插值型求积公式0()()nbk k ak A f x f x dx =≈∑∫至少具有()次代数精度,求积系数之和0nk k A ==∑(),而Gauss 求积公式至少具有()次代数精度。
(9)初值问题'24,(0)2,y y x y =−−=,则显式Euler 格式,隐式Euler 格式和梯形格式分别为(),(),()。
(10)已知数据对),,2,1)(,(n k y x k k ⋯=,用直线c bx ax y ++=2拟合这n 个点,则参数c b a ,,满足的法方程组是()(11)第一种幂法迭代格式为()二(10分)求一个次数不高于4次的代数多项式()p x ,使它满足(0)'(0)0,(1)'(1)1,(2)1p p p p p =====,并写出其余项表达式。
(利用Newton 插值公式,制作带重节点的差商表)三(10分)证明:区间[a,b]上带权()x ρ的正交多项式()n g x 的零点都是实数,相异的,且全部落在开区间(,)a b内部。
研究生数值分析试题

一、选择题(四个选项中仅有一项符合题目要求,每小题 3 分,共计 15 分)
1、一般用高斯消元法解线性代数方程组要采用的技术是(
)
(1)调换方程位置; (2)选主元; (3)直接求解; (4)化简方程组。
⎛ 2 2 3⎞ ⎛ 1 0 0 ⎞⎛2 2 3⎞
2、设矩阵
A
为初值迭代一步。
四、(12 分)应用牛顿法于方程
f (x) =
xn
−a
Байду номын сангаас
=
0和
f (x) =1−
a xn
= 0 ,分别导出求 n
a
的
迭代公式,并求极限 lim n a − xk+1 。 k→∞ ( n a − xk )2
五 、 ( 12 ) 方 程 x3 − 6 x − 8 = 0 在 x = 3 附 近 有 根 , 把 方 程 写 成 三 种 不 同 的 等 价 形 式
零, A = LU 为 Doolitte 分解,则上三角矩阵 U 的上半带宽为
。
5、设对称正定矩阵
A
=
(aij
)∈
Rn×n , a11
≠
0
,经过一次
Gauss
消元得到形如
A
=
⎛ ⎜ ⎝
a11 0
∗⎞
A1
⎟ ⎠
的
矩阵,则 A1 是
矩阵。
三、(12 分)试用高斯列主元素法求解线性方程组
⎡ 1 3 −2 −4 ⎤ ⎡ x1 ⎤ ⎡3 ⎤
3、设矩阵 A ∈ Rn×n , Q ∈ Rn×n ,且 QT Q = E ,则下列关系式不成立的是(
)
(1) A = AQ ;(2) QA = A ;(3) Qx = x ,其中 x ∈ Rn ;
东华大学研究生数值分析试题

东华大学研究生数值分析试题(笔试部分)班级 _______ 学号 ________ 姓名 ___________ 得分 _________ 一、 由f(x) =3x 在0,1,-1的值分别按不同要求计算3 3的数值解 (计算过程均保留2位小数,其中“ 1” “2”需估计结果有几位有效数字) 1、1、按f(x)在0,1,-1处的值由分段线性插值计算; 2、2、按f(x)在0,1处的值及f(0)9n3“.10由二阶Hermite 插值计算;3、3、按f (x)在0,1, -1处的值由直线拟合计算;1J3x xdx 茫 0.83 4、4、由[-1,1]上一次平方逼近多项式计算(取 」 )的二阶导数且满足P( 2)=°;22、由“ 1” 当 f(x)满足 f(1)二 P(1),f(2) =P(2),f '(1) = P '(1)时求的数 值解及对应余项1f (x)dx : Af (0) Bf (1) Cf ' (1)bf (x) dx2、由(*)导出解a的数值积分公式并由此公式将[0,1] n 等分导出解1f(x)dx的复化求积公式并求 Cond ::(A);2、由三角分解A=LU 解AX=B ,、1、求a 及不超过二次多项式P(x)使S(x)0_x_ 1仁x±2具有连续三、1、求A ,B ,C 使 度;(*)至少有2次代数精四、1、由选主元Gauss 消去法解AX=B ,其中z-3 0 0 ' \ ,A = 1 1-2,B = 1「-21』A 二其中 并写出对应“消去法”的3 | 2五、 1、讨论求X 3 -3x 2 •仁0在[2.5,3]上根的迭代格式X k 1「3X k - 1(**)的合 理性并由迭代收敛定理讨论(**)的收敛性;2、写出(** )的“迭代一加速”格式并讨论加速效果。
^y = f (x, y )六、 1、求a i,a2使解 ,&0)=丫0 ( *** )的显式差分格式y n+ = yn +h (aK 七2心)K = f (X n , y n ) 2 =f (Xn+襄丫广昨)Z 二f X 哼几+爭K )有二阶精度;2、写出“ 1”中格式与隐式差分格式y n^ynl[f (Xn,y n )f (xn 1,yn1)]联合解(*** )的“预报一较正”格式1"a "■b 0、1,L =,U =,B =3 4丿<0 1<cJ 丿“回代”过程。
数值分析(研究生)试卷

华中科技大学研究生课程考试试卷课程名称:_______________________ 课程类别考核形式数值分析学生类别______________考试日期______________学生所在院系_______________ □公共课□专业课√□开卷□√闭卷2009.5.6学号__________________姓名__________________任课教师___________________ 一、填空题(每空2分,共20分) 1. 为避免有效数字的损失,应将,1,ln )1ln(>>-+x x x 改写为_____________。
2. 设其三阶差商,200720082009)(3++=x x x f =]3,2,1,0[f _____________,四阶差商____________。
=]4,3,2,1,0[f 3. 设是上带权b x x x +-=22)(?]1,0[1)(=x ρ的正交多项式,则=b ___________。
4. 对于常微分方程数值解,若某算法的局部截断误差为,则称该算法有_____________阶精度;显式欧拉法有____________阶精度。
)O(h1p+5. 设是的二重根。
*x 0)(=x f )(x f ′′在邻近连续,则用迭代公式________________*x 求此根的近似值所产生的序列至少具有二阶收敛性。
6. ,当a 满足条件___________时,A 可作LU 分解,当a 满足条件__________时,必有分解式,这种分解唯一吗? _____________ ??????+=1221a A TL L A ?=二、(10分)函数在上有三阶连续导数,作一个不高于二次的多项式满足)(x f ],[10x x )(x P .)()(),()(),()(110000x f x P x f x p x f x P =′=′=证明其唯一性,并写出它的余项的表达式。
(完整版)数值分析整理版试题及答案,推荐文档

9
1
xdx T4
h[ 2
f
1
3
2 k 1
f
xk
f
9]
2[ 1 2 3 5 7 9] 2
17.2277
(2)用 n 4 的复合辛普森公式
由于 h 2 , f x
x
,
xk
1
2k k
1, 2,3,
x
k
1
2
2k k
0,1, 2,3,所以,有
2
3
9
1
xdx S4
h[ 6
f
1
若 span1, x,则0 (x) 1 ,1(x) x ,这样,有
2
1
0 ,0 1dx 1
0
1,1
1 0
x2dx
1 3
0
,1
1,0
1
0
xdx
1 2
1
f ,0 exdx 1.7183
0
1
f ,1 xexdx 1
0
所以,法方程为
1
1
1
2 1
a0
a1
1.7183 1
1 0
1
23
2 1
a0
a1
6 1
12
3
再回代解该方程,得到
a1
4
,
a0
11 6
故,所求最佳平方逼近多项式为
S1*
(
x)
11 6
4x
例 3、 设 f (x) ex , x [0,1] ,试求 f (x) 在[0, 1]上关于 (x) 1 , span1, x的最
佳平方逼近多项式。 解:
1
4
x1
1 5
研究生数值分析习题

1. 五个节点的Newton-Cotes 求积公式的代数精度为______,五个节点的求积公式最高代数精度为___________。
(即Gauss 型求积公式)2. 已知数值求积公式为311()[(1)4(2)(3)]3f x dx f f f ≈++⎰ ,则其代数精度为______。
3. 数值积分公式1'12()[(1)8(0)(1)]9f x dx f f f -≈-++⎰的代数精度为_________。
4. 要使求积公式11101()(0)()4f x dx f A f x ≈+⎰具有2次代数精度,则1x =___,1A =___。
5. 在Newton-Cotes 求积公式:()()()()nbn i i a i f x dx b a C f x =≈-∑⎰中,当系数()n i C 是负值时,公式的稳定性不能保证,所以实际应用中,当___________时的Newton-Cotes 求积公式不能使用。
()8()7()10()6A n B n C n D n ≥≥≥≥6. 若用复化梯形公式计算10x e dx ⎰,要求误差不超过610-,利用余项公式估计,至少用______个求积节点。
7. 对于Gauss 型求积公式31()()()bk k a k f x x dx A f x ρ=≈∑⎰,其中()x ρ为权函数,下列说法错误的是_________。
(A )该求积公式一定是稳定的; (B )31()k k k A f x b a ==-∑;(C )该求积公式的代数精度为5;(D )2(35)()()0ba x x x x dx ωρ-=⎰ ,其中31()()k k x x x ω==∏-。
8. 0{()}k k x ϕ∞=是区间[0,1]上权函数()x x ρ=的最高系数为1的正交多项式族,其中0()1x ϕ=,则140()_______x x dx ϕ=⎰。
9. 构造代数精度最高的如下形式的求积公式,并求出其代数精度:10101()()(1)2xf x dx A f A f ≈+⎰10. 数值积分公式形如1()()(0)(1)(0)(1)xf x dx S x Af Bf Cf Df ''≈=+++⎰(1)试确定参数A 、B 、C 、D ,使公式的代数精度尽量高; (2)设4()[0,1]f x C ∈,推导余项公式10()()()R x xf x dx S x =-⎰,并估计误差。
060708研究生数值分析试卷(A).doc

武汉大学2006〜2007学年第一学期硕士研究生期末考试试题(A 卷)科H 名称:数值分析 学生所在院: 学号: 姓名:注意:所有的答题内容必须答在答题纸上,凡答在试题或草稿纸上的一律无效。
一、(12分)设方程组Ax = 0为■1、 (1\J 1>(1)用Doolittle 分解法求解方程组;(2) 求矩阵A 的条件数Cwd(A)g 二、(12分)设A 为n 阶对称正定矩阵,A的n 个特征值为山 < 心< .•. V 九,为 求解方程组Ax = b,建立迭代格式求出常数s 的取 值范围,使迭代格式收敛。
三、(12分)已知数据试用二次多项式p ⑴=ax 1 2+hx + c 拟合这些数据。
四、(14分)已知y = /(x)的数据如下:取得最小值。
六、 (12)确定常数片,使求积公式1求f (x)的Hermite 插值多项式W 3(x);2 为求\\f{x)dx 的值,采用算法:•⑴必:=「久3)击+ R 试导出截断误差R五、(12分)确定常数。
,b 的值,使积分r I.2I(a,b) = J 0(czx + /?-/) dxc 2^f{x)dx a A/(0) + A2/(l) + A3/(2)的代数精度尽可能高,并问是否是Gauss型公式。
七、(12分)设伊⑴导数连续,迭代格式x M =(p{x k)—阶局部收敛到点x*。
对于常数人,构造新的迭代格式:A 1 ,、队=一从+ 一心)1 +2 1 + 人问如何选取人,使新迭代格式有更高的收敛阶,并问是儿阶收敛。
八、(14分)对于下面求解常微分方程初值问题」方= 的单步法:Mo) = JoA)'〃+】=儿 + hk2< k、=(1)验证它是二阶方法;(2)确定此单步法的绝对稳定区域。
武汉大学2007~2008学年第一学期硕士研究生期末考试试题科目名称:数值分析学生所在院:学号:姓名:注意:所有的答题内容必须答在答题纸上,凡答在试题或草稿纸上的一律无效。
2024年考研高等数学一数值分析与数值方法历年真题

2024年考研高等数学一数值分析与数值方法历年真题在数学学科中,数值分析与数值方法是一个重要的分支。
它的主要研究内容是利用数值计算的方法,对数学问题进行近似求解。
考研高等数学一中的数值分析与数值方法部分,通常会涉及到一些历年真题,以检验考生对该知识点的掌握程度。
本文将按照数值分析与数值方法题型的常见形式,对2024年考研高等数学一数值分析与数值方法历年真题进行分析和解答。
一、题型一:插值与拟合插值与拟合是数值分析与数值方法中的重要内容之一。
下面我们来看一道2020年的考研高数真题:【题目】已知函数f(x)在区间[0,2]上的连续函数,且有f(0)=1,f(1)=3, f(2)=-1,请利用Lagrange插值法求f(x)在x=0.5处的近似值。
【解答】Lagrange插值法的基本思想是:用已知数据点的函数值来构造一个多项式,使得该多项式经过这些数据点。
此多项式称为拉格朗日插值多项式。
在本题中,已知数据点为(0,1),(1,3),(2,-1),我们需要根据这三个点来构造一个二次多项式。
设L1(x),L2(x),L3(x)分别为通过点(0,1),(1,3),(2,-1)的拉格朗日插值基函数。
具体公式如下:L1(x) = (x-1)(x-2)/((0-1)(0-2)) = 0.5x^2 - 1.5x + 1L2(x) = (x-0)(x-2)/((1-0)(1-2)) = -x^2 + 2xL3(x) = (x-0)(x-1)/((2-0)(2-1)) = 0.5x^2 - 0.5x那么,根据拉格朗日插值多项式的定义,f(x)在x=0.5处的近似值为:f(0.5) = f(0)L1(0.5) + f(1)L2(0.5) + f(2)L3(0.5)= 1 * (0.5 * 0.5 - 1.5 * 0.5 + 1) + 3 * (-0.5 * 0.5 + 2 * 0.5) + (-1) * (0.5 * 0.5 - 0.5 * 0.5)= 0.25 + 2.25 - 0.5= 2所以,根据Lagrange插值法,f(x)在x=0.5处的近似值为2。
硕士课程—数值分析题集(附答案).docx

2009-2010数值分析第一章绪论 (1)第二章函数插值 (2)第三章函数逼近 (5)第四章数值积分与数值微分 (10)第五章解线性方程组的直接解法 (12)第六章解线性方程组的迭代解法 (16)第七章非线性方程求根 (19)第九章常微分方程初值问题的数值解法 (21)第一章绪论1.1要使胸的相对误差不超过0.1%,应取几位有效数字?解:面的首位数字%=4。
设/有n位有效数字,由定理知相对误差限k(.r*)|<—xlO1^ =-xl0^1 r 1 2x4 84-xio1-" <0.1%, 8解得〃Z3.097,即需取四位有效数字.1.2 序列{/}满足关系式y,,=10y,_]-l(n = l,2,...),若y0=V2«1.41,计算到M。
,误差有多大?这个算法稳定吗?解:y0 = V2,y* =1.41,|y0 -y*| <^-xl0-2=5 ,于是|/i 一川=|1。
》0 —IT。
〉;+1| = 1。
|光 - 司 < 1。
5卜2-》;| = |10》1一1一10》;+1| = 10卜1一酣〈10逆, 一般地|儿一司<103 因此计算到Mo其误差限为1010^,可见这个计算过程是不稳定的。
1. 3计算球的体积,要使相对误差限为1%,问测量半径R时允许的相对误差限是多少?解:5,、九兀K ~-7tK R_R* R2+R*R + R*2R_R* 37?2R_R*。
,“ ,(v)= _2 ---------- 2 «■«.____________ = _____ 3 = 1% ' 4 f RR- R R 2 R-7lR 3》=一' ,即测量半径R 时允许的相对误差限是一、。
R 300300第二章函数插值2.1、利用如下函数值表构造差商表,并写出牛顿插值多项式。
进而得牛顿多项式为 地⑴=f (.%) + /■氏次』吼⑴+ /[.r (p x 1,.r 2]<»2(.r) + /[.r (p x 1,.r 2,.r 3]<»3(.r)1 1 33A^3 (x) = 3 + — (x -1) + — (x -1)(尤)-2(x- l)(x )x2. 2、已知f(-2) = 2, f(-1) = 1, f (0) = 2, f (0.5) = 3试选用合适的插值节点利用Lagrange 二次插值多项式计算f (-o.5)的近似值,使之精度 尽可能高。
数值分析试题及答案

数值分析试题及答案一、选择题(每题3分,共30分)1. 下列关于数值分析的说法,错误的是()。
A. 数值分析是研究数值方法的科学B. 数值分析是研究数值方法的数学理论C. 数值分析是研究数值方法的误差分析D. 数值分析是研究数值方法的数学理论、误差分析及数值方法的实现答案:B2. 在数值分析中,插值法主要用于()。
A. 求解微分方程B. 求解积分方程C. 求解线性方程组D. 通过已知数据点构造一个多项式答案:D3. 线性方程组的解法中,高斯消元法属于()。
A. 直接方法B. 迭代方法C. 矩阵分解方法D. 特征值方法答案:A4. 牛顿法(Newton's method)是一种()。
A. 插值方法B. 拟合方法C. 迭代方法D. 优化方法答案:C5. 在数值分析中,下列哪种方法用于求解非线性方程的根?A. 高斯消元法B. 牛顿法C. 雅可比方法D. 斯托尔-温格尔方法答案:B6. 下列关于误差的说法,正确的是()。
A. 绝对误差总是大于相对误差B. 相对误差总是小于绝对误差C. 误差是不可避免的D. 误差总是可以消除的答案:C7. 在数值分析中,下列哪个概念与数值稳定性无关?A. 条件数B. 截断误差C. 舍入误差D. 插值多项式的阶数答案:D8. 用泰勒级数展开函数f(x)=e^x,下列哪一项是正确的?A. f(x) = 1 + x + x^2/2! + x^3/3! + ...B. f(x) = 1 - x + x^2/2! - x^3/3! + ...C. f(x) = x + x^2/2 + x^3/6 + ...D. f(x) = x - x^2/2 + x^3/6 - ...答案:A9. 插值多项式的次数最多为()。
A. n-1B. nC. n+1D. 2n答案:B10. 下列关于数值积分的说法,错误的是()。
A. 梯形法则是一种数值积分方法B. 辛普森法则是一种数值积分方法C. 龙格法则是数值积分方法中的一种D. 数值积分方法总是精确的答案:D二、填空题(每题3分,共15分)1. 在数值分析中,条件数是衡量问题的______。
060708研究生数值分析试卷(A).doc

武汉大学2006〜2007学年第一学期硕士研究生期末考试试题(A 卷)科H 名称:数值分析 学生所在院: 学号: 姓名:注意:所有的答题内容必须答在答题纸上,凡答在试题或草稿纸上的一律无效。
一、(12分)设方程组Ax = 0为■1、 (1\J 1>(1)用Doolittle 分解法求解方程组;(2) 求矩阵A 的条件数Cwd(A)g 二、(12分)设A 为n 阶对称正定矩阵,A的n 个特征值为山 < 心< .•. V 九,为 求解方程组Ax = b,建立迭代格式求出常数s 的取 值范围,使迭代格式收敛。
三、(12分)已知数据试用二次多项式p ⑴=ax 1 2+hx + c 拟合这些数据。
四、(14分)已知y = /(x)的数据如下:取得最小值。
六、 (12)确定常数片,使求积公式1求f (x)的Hermite 插值多项式W 3(x);2 为求\\f{x)dx 的值,采用算法:•⑴必:=「久3)击+ R 试导出截断误差R五、(12分)确定常数。
,b 的值,使积分r I.2I(a,b) = J 0(czx + /?-/) dxc 2^f{x)dx a A/(0) + A2/(l) + A3/(2)的代数精度尽可能高,并问是否是Gauss型公式。
七、(12分)设伊⑴导数连续,迭代格式x M =(p{x k)—阶局部收敛到点x*。
对于常数人,构造新的迭代格式:A 1 ,、队=一从+ 一心)1 +2 1 + 人问如何选取人,使新迭代格式有更高的收敛阶,并问是儿阶收敛。
八、(14分)对于下面求解常微分方程初值问题」方= 的单步法:Mo) = JoA)'〃+】=儿 + hk2< k、=(1)验证它是二阶方法;(2)确定此单步法的绝对稳定区域。
武汉大学2007~2008学年第一学期硕士研究生期末考试试题科目名称:数值分析学生所在院:学号:姓名:注意:所有的答题内容必须答在答题纸上,凡答在试题或草稿纸上的一律无效。
数值分析试题及答案

数值分析试题及答案一、单项选择题(每题3分,共30分)1. 线性代数中,矩阵A的逆矩阵记作()。
A. A^TB. A^-1C. A^+D. A*答案:B2. 插值法中,拉格朗日插值多项式的基函数是()。
A. 多项式B. 指数函数C. 正弦函数D. 余弦函数答案:A3. 在数值积分中,梯形规则的误差是()阶的。
A. O(h^2)B. O(h^3)C. O(h)D. O(1/h)答案:A4. 求解线性方程组时,高斯消元法的基本操作不包括()。
A. 行交换B. 行乘以非零常数C. 行加行D. 行除以非零常数答案:D5. 非线性方程f(x)=0的根的迭代法中,收敛的必要条件是()。
A. f'(x)≠0B. f'(x)=0C. |f'(x)|<1D. |f'(x)|>1答案:C6. 利用牛顿法求解非线性方程的根时,需要计算()。
A. 函数值B. 函数值和导数值C. 函数值和二阶导数值D. 函数值、一阶导数值和二阶导数值答案:B7. 矩阵的特征值和特征向量是()问题中的重要概念。
A. 线性方程组B. 特征值问题C. 线性规划D. 非线性方程组答案:B8. 在数值分析中,条件数是衡量矩阵()的量。
A. 稳定性B. 可逆性C. 正交性D. 稀疏性答案:A9. 利用龙格现象说明,高阶插值多项式在区间端点附近可能产生()。
A. 振荡B. 收敛C. 稳定D. 单调答案:A10. 雅可比迭代法和高斯-塞德尔迭代法都是求解线性方程组的()方法。
A. 直接B. 迭代C. 精确D. 近似答案:B二、填空题(每题4分,共20分)11. 线性代数中,矩阵A的行列式记作________。
答案:det(A) 或 |A|12. 插值法中,牛顿插值多项式的基函数是________。
答案:差商13. 在数值积分中,辛普森规则的误差是________阶的。
答案:O(h^4)14. 求解线性方程组时,迭代法的基本思想是从一个初始近似解出发,通过不断________来逼近精确解。
研究生《数值分析》复习题

1 1 1 ⩽ ∵ ∗ < ∗ S S − x∗ M i ( 3 ) 1 4 ∑ ∗ ∗ ∴ εr (A ) ⩽ · |xi − xi | 4 M i=1 ( 3 ) 1 ∑ ∗ ∗ ∴ εr (A ) ⩽ |xi − xi | M i=1
(k = 0, 1, · ·· , n − 2)
类似地,由 (n − 1) 次多项式 y = xn−1 可证明
′
求三次样条插值 M0 , M1 , M2 , M3 满足的方程组 M x = b. 第一种边界条件的三弯矩方程 x0 ̸= x2 2 1 M0 0 x0 + x2 x1 ̸= 2 0.5 2 0.5 M1 = −3 0.5 2 0.5 M2 −3 3、设 xi = i + 1 (i = 0, 1, · · · , n − 1),f (x) 为首项系数为一的 1 2 M3 18 n 次多项式,Rn−1 (x) 为其在上述结点上的 (n − 1) 次插值多 项式的余项,求证:|Rn−1 (0)| = |Rn−1 (n + 1)| = n! 7、利用表中数据求方程 x − e−x = 0 的根: |Rn−1 (x)| = f (n) (ξ ) n! ωn (x) = ωn (x) = |ωn (x)| n! n! |Rn−1 (0)| = |ωn (0)| = n! |Rn−1 (n + 1)| = |ωn (n + 1)| = n! 4、令 Vn (x) = Vn (x0 , x1 , · · · , xn−1 , x) 1 1 . = . . 1 1 x0 x1 . . . xn−1 x x2 0 x2 1 . . . x2 n−1 x2 ··· ··· .. . ··· ··· xn 0 xn 1 . . . xn n−1 xn x e
哈工大研究生数值分析试题及答案

哈⼯⼤研究⽣数值分析试题及答案1. 3,2x =-分别是⽅程328120x x x --+= 的根;讨论⽤Newton 迭代法求它们近似值的收敛阶。
取初值02x =-计算根3x =-的近似值,要求迭代3次。
(结果保留4位⼩数)解:设 32()812f x x x x =--+ 2()328f x x x '=-- ()62f x x ''=- (3)0,(3)0f f '-=-≠,(2)0,(2)0,(2)100f f f '''===≠则:3-是()0f x =的单根,故Newton 迭代在3-附近是平⽅收敛; 2是()0f x =的⼆重根,故Newton 迭代在2附近是线性收敛;取02x =-,Newton 迭代:3212()812()328n n n n n n n n f x x x x x x x f x x x +--+=-=-'-- 223634n n n x x x ++=+2001023634x x x x ++==+2112123634x x x x ++==+2223223634x x x x ++==+2. 设常数0a ≠ ,求出a 的取值范围使得解⽅程组112233212313a x b a x b a x b --?????? ??? ?-= ??? ? ??? ???????的Jacobi 迭代法收敛。
解: Jacobi 迭代:(1)()k k J x B x g +=+10210211203203130130J a B a a a -----=--=-- ? ? ? ? ? ???123a b g a b a b -??=迭代矩阵J B 的特征⽅程:021211120323013013J a E B a a a a λλλλλλλ-----=+-=-=即:3()14()0a a λλ+=特征根:0,aλλ==±谱半径:()1J B aρ=< 时Jacobi 迭代收敛故:a >3. 设(1)⽤Crout 三⾓分解法求解⽅程组 12323251034133619x x x ?????? ??? ?= ??? ? ??? ???????;(2)⽤乘幂法求⽅程组系数阵的按摸最⼤的特征值和对应的特征向量。
数值分析试题及答案汇总

数值分析试题及答案汇总一、单项选择题(每题5分,共20分)1. 在数值分析中,下列哪个方法用于求解线性方程组?A. 牛顿法B. 插值法C. 迭代法D. 泰勒展开法答案:C2. 以下哪个选项是数值分析中用于求解非线性方程的迭代方法?A. 高斯消元法B. 牛顿法C. 多项式插值D. 辛普森积分法答案:B3. 以下哪个选项是数值分析中用于数值积分的方法?A. 牛顿法B. 辛普森积分法C. 牛顿-拉弗森迭代D. 拉格朗日插值答案:B4. 在数值分析中,下列哪个方法用于求解常微分方程的初值问题?A. 欧拉法B. 牛顿法C. 辛普森积分法D. 高斯消元法答案:A二、填空题(每题5分,共20分)1. 插值法中,拉格朗日插值法的插值多项式的阶数是______。
答案:n2. 泰勒展开法中,如果将函数展开到第三阶,那么得到的多项式是______阶多项式。
答案:三3. 在数值分析中,牛顿法求解非线性方程的迭代公式为______。
答案:x_{n+1} = x_n - f(x_n) / f'(x_n)4. 辛普森积分法是将积分区间分为______等分进行近似计算。
答案:偶数三、简答题(每题10分,共30分)1. 请简述数值分析中插值法的基本原理。
答案:插值法的基本原理是根据一组已知的数据点,构造一个多项式函数,使得该函数在给定的数据点上与数据值相等,以此来估计未知数据点的值。
2. 解释数值分析中误差的概念,并说明它们是如何影响数值计算结果的。
答案:数值分析中的误差是指由于计算方法或计算工具的限制,导致计算结果与真实值之间的差异。
误差可以分为舍入误差和截断误差。
舍入误差是由于计算机表示数值的限制而产生的,而截断误差是由于计算方法的近似性质而产生的。
这些误差会影响数值计算结果的准确性和稳定性。
3. 请说明在数值分析中,为什么需要使用迭代法求解线性方程组。
答案:在数值分析中,迭代法用于求解线性方程组是因为对于大规模的方程组,直接方法(如高斯消元法)的计算成本很高,而迭代法可以在较少的计算步骤内得到近似解,并且对于稀疏矩阵特别有效。
西安理工大学研究生《数值分析》复习题

.。
x y
(4)设 I ( f )
则其 2 次 Lagrange 插值多项式为
.,2 次拟合多项式为 。
.。
1
0
1 e x dx ,则用梯形公式所得近似值为
y f ( x, y ), y (a) a xb
(5)求解常微分方程处值问题
6 4 2
b 的经验公式。 x
四、利用矩阵的三角分解法,解方程组 五 给定方程 x Lnx 2 0 。 (1)分析该方程存在几个根,找出每个根所在的区间; (2)构造求近似根 的迭代公式,并证明所用的迭代公式是收敛的。
1 1 1 2 1 3 1 x1 1 x2 六 求解矛盾方程组 2 5 2 1 x3 2 3 1 5
ax 2 bx ,求证:用欧拉法以 h 为步长所得近似解 2
yn 的整体截断误差为 n y( xn ) yn
八 给定线性方程组 Ax b ,其中 A
1 ahxn 。 2
3 2 3 , b ,用迭代公式 x(k 1) x(k ) (b Ax(k ) ) 1 2 1
b 的经验公式。 x
ax 2 bx ,求证:用欧拉法以 h 为步长所得近似解 2
yn 的整体截断误差为 n y( xn ) yn
八 给定线性方程组 Ax b ,其中 A
1 ahxn 。 2
(k 0,1,2 )
3 2 3 , b ,用迭代公式 x( k 1) x( k ) (b Ax( k ) ) 1 2 1
x2
. 试在 M
数值分析考试卷及详细答案解答汇总

姓名 __________ 班级 ___________ 学号 _____________一、选择题i.F (2,5,-3,4)表示多少个机器数(C ).A 64B 129C 257D 256 2. 以下误差公式不正确的是(D )A ・ £(迎 *一七 *)« 5(Xj*)+£(£ *) c ,£(“*•£ *)«|^2 *k (-'l*) + |时住2 *)3. 设° =(、任_1)6,从算法设计原则上定性判断如下在数学上等价的表达式,哪一个在数值计算上将给出°较好的近似值? (D )A ———B 99-70V2C (3-2V2)3D —— (V2 +1)6 (3 + 204. 一个30阶线性方程组,若用Crammer 法则来求解,则有多少次乘法?(A ) A31X29X30! B 30X30X30! C31X30X31! D 31X29X29!5. 用一把有亳米的刻度的米尺来测量桌子的长度,读出的长度1235mm,桌子的精确长度 记为(D ) A 1235mm B 1235-0.5mm C 1235+0.5nun D 1235±0.5mm二、填空1. 构造数值算法的基本思想是 近似替代、离散化、递推化 。
2. 十进制123.3转换成二进制为1111011.0而1。
3. 二进制110010.1001转换成十进制为 50.5625 。
4. 二进制o.ioi 转换成十进制为-o75.已知近似数X *有两位有效数字,则其相对误差限 5%。
6.1112=0.69314718...,精确到 10一’的近似值是 0.693。
* *7. x = ;r = 3.1415926・・・,则“ =3.1416 , =3.141的有效数位分别为5 和 3 __________ o8. 设卅=2.001,严=-0.8030是由精确值x 和y 经四舍五入得到的近似值,则兀* +y *的误差限____________________ o9.设x = 2.3149541•…,取5位有效数字,则所得的近似值卅二2.3150 。
大学硕士研究生《数值分析》考试试卷

**大学硕士研究生考试试卷— 学年第一学期(A 卷)考试科目: 数值分析 考试时间:120分钟出卷教师: 出卷时间: 阅卷负责人签名:一、(15分) 设dx x x I nn ⎰+=105),2,1,0(Λ=n (1)验证nI I n n 151=+- ),2,1(Λ=n ; (2)设计一种数值稳定的算法,并证明算法的稳定性.二、(15分)试构造方程组⎩⎨⎧=+=+423322121x x x x 能保证收敛的雅可比(Jacobi )迭代格式及高斯-赛德尔(Gauss-Seidel)迭代格式,说明其收敛的理由.用 T x)0,0()0(=对高斯-赛德尔(Gauss-Seidel)迭代格式求迭代一步的近似解)1(x (取到小数点后5位)三、(10分)用列主元高斯消去法解下列方程组:⎪⎩⎪⎨⎧-=+-=++-=++562436321321321xxxxxxxxx四、(10分)设初值问题:⎩⎨⎧=≤≤++=')0(10,122yxyxy,(1) 写出用Euler方法、取步长1.0=h解上述初值问题数值解的公式;(2) 写出用改进Euler方法、取步长1.0=h解上述初值问题数值解的公式。
五、(10分)用最小二乘法求解下列超定线性方程组:⎪⎩⎪⎨⎧=+=+=+212212121xxxxxx六、(10分)在区间[]1,0上利用压缩映像原理判断迭代格式Λ,1,0,411==+kex k xk的敛散性.七、(10分) 已知函数)(x f y =的数据如下:0235()1342x f x --(1) 求()f x 的三次牛顿(Newton )插值多项式3()N x ;(2) 写出插值余项.八、(10分) 已知某河宽20m ,测得水深)(x f 如下表(单位:m ):4.18.10.28.20.35.28.20.38.15.10.1)(20181614121086420k kx f x利用所有数据,用复合辛普森(Simpson )公式计算河水的截面积dx x f ⎰20)(的近似值.九、(10分)求线性代数方程组Ax b =的数值解法主要有矩阵的直接分解法(如LU 分解法、Crout 分解法、Cholesky 分解法等)和迭代法(如Jacobi 迭代法、Gauss-Seidel 迭代法).请你简述求解线性代数方程组Ax b =的直接分解法和迭代法这两类方法的不同点和相同点.。
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2004年研究生数值分析考试试题
2004年非数学类各专业研究生《数值分析》考试试题
姓名 学院 专业 分数
1. 当用数值计算方法求解一个实际的物理运动过程时, 一般要经历哪几个阶
段? 在哪些阶段将有哪些误差产生?
2. 已知函数)(x f 在],[b a 上的各离散点: b x x x x x a n n =<<<<<=-1210
处的函数值 )(i x f , n i ,,2,1,0 =.
1) 构造)(x f 在],[b a 上的分段线性插值多项式.
2) 假定)(x f 在],[b a 上有连续的2阶导数, 试估计以上分段插值的误差.
1) .
3. 设],[2
b a L ρ是],[b a 上的带权内积空间,)(x ρ是权函数. 又设
)(,),(),(21x x x n ϕϕϕ 是],[2
b a L ρ中一组线性无关的函数, 并记由它
们所有的线性组合所组成的函数集合为)}(,),(),({21x x x Span X n ϕϕϕ =.
对任意的函数],[)(2
b a L x f ρ∈, 求)(x f 在],[b a 中的最佳平方逼近.
4. 试给出],[b a 上复化梯形求积公式, 并描述其自适应算法.
5. 试分别给出求解线性代数方程组B AX =的Jacobi 迭代、Gauss —Seidle 迭
代及超松弛迭代格式。
6)试用有限差分方法求解2阶常微分方程边值问题:
,)),
(),(,()(b x a x y x y x f x y ≤≤'='' ,)()(,)()(1010ββαα
=+'=-'b y b y a y a y
.0,0000
,0>+≥βαβα。