贾哥数值分析

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
பைடு நூலகம்
re 上文
1. 俺怎么是 1/40 2. Givens 的 QR 和 Householder 的 QR 确有不同,而且计算过程很不一样,但是结果不过只 是符 号的差别,元素算出来是一样的 3. 第 一 问 就 是 h_m+1,m=0=>h_m+1,m|e_m'y|=0=>||r_m||=0 第 二 问 是 方 法 中 断 v_1,v_2,...v_m-1 正交,但是 v_m 和前面不正交,找一个向量 w,schmit 正交化并归一化得到 w'=w-sigma_i=1^i=m(alpha_i*v_i),用 v_1,v_2,...v_m-1,w'作为 V 执行下一步 Arnoldi 4. 这个确实没什么好说的,见讲义,不过偶背的还是不够清楚-__5. 第一问按照定义和变分原理的推导过程走一遍就好 第二问也可以利用 Galerkin 投影原理,题目中的方法都基于 Galerkin 投影原理,所以可 以统一的化成||r_m||的收敛性的问题加以说明 6. 幂法的迭代,真的就是一步就出来了
标 题: 研究生高等数值分析(贾仲孝)2003(zz) 1 证明不动点定理(存在唯一性) 2 第三章习题 8 3 共扼剃度法 ak 的选取,以及正交的证明 4 梯形法(迭代,相容,稳定区间) 具体为 dy/dt + y=0 y(0)=1? 5 求正交阵使 H*(2/3 1/3 2/3)'=e1 求 I-2ww' (w 的二范数为 1)的特征值 已知 H,问计算 Ha 的运算量 6 摄动原理 误差分析 7 拉各朗日插值(这里实际考的是代数基本定理的应用) 8 忘了 标 题: 2005 研究生高值考题(贾哥版) 下面是 B 卷内容,总共六道题 1.用 Givens 变换 QR 分解一个 3*2 的矩阵,并求解一个最小二乘 2.证明:对于 Minres 和 Gmres (1)A 有 k 个特征值时,至多 k 步收敛 (2)A 有 n 个不同的特征值,r0 由 k 个属于不同特征值的特征向量构成时,k 步收敛(这里没 有“至多”) 3.A 为 m*n 矩阵,m>n (1)用完全 QR 分解,不完全 QR 分解以及 SVD 表示 A+ (2)用完全 QR 分解以及 SVD 得到 min||Ax-b||问题的 xls 和 rls,并加以证明 4. (1)证明 Arnoldi 过程中断时找到准确解 (2)证明 Arnoldi 过程中断时不会发生方法中断 (3)当 A 为正定对称阵时,证明 Lanczos 方法不会发生方法中断(即 W'AV 非奇异,讲义上有 的) 5.A=uv'。u,v 均为向量,A 的秩为 1 (1)证明 u'v 为 A 的特征值 (2)A 还有哪些其他的特征值?(答案:0) (3)用幂法求 A 的主特征值,几步可收敛?为什么?(答案:1 步) 6.关于 CG 的问题 (1)类似于推导 alpha(k),直接用书本上的方法就可以了 (2)当 A=I-BB'时,其中 B 的秩为 p,用 CG 求解 Ax=b 问题,最多几步可收敛?为什么? (答案:min(p+1,n)) 感觉把讲义上的东东都看懂了就没问题了,贾哥还是很好的人哪~~~ ^_^d 标 题: [高等数值分析] 贾仲孝(A 卷)2006.1.10 1.A=[1,1,1,1;0,1,2,3]’,r 是最小化二乘问题||b-Ax||的残差,r 可能是下面那个 向量?给了 3 个向量。用法方程,根据 A'r=0 解。 2.A=[sqrt(2) ,1,1;0,1,1]’,b=(1,1,1)’
标 题: 高等数值分析 2009.1 贾哥版 题目见往年考题,基本相同,换汤不换药 关键是这汤换得也太让人 ft 了 第一题插值,f(x)=sqrt(1+x),取 x=0,0.6,0.9 这时告诉大家不让用计算器,我直接列完式子放弃计算了.. 然后用 Householder 把 A 矩阵 QR 了 经典的矩阵换成了一个十分变态的 [2 -1 -1; -1 2 -1; -1 -1 2 ] 算得时候根号套根号,Yd,我想拿放在一旁不让用的计算器砸人了,还好最近看《宽容》 , 抑制了这种冲动。 所以建议后来者先做证明题,然后再回来算这种题。 补充一个 关于幂法的考题,除了以往的那种直接求主特征值和特征向量外 还让叙述幂法, 以及证明: 主特征向量和第 k 步得到的特征向量近似之间的夹角为 e_k 求证主特征值与 k 步得到的特征值之间的差为 O(e_k^2) 一共两问: 1)叙述幂法,证明特征值的差是 O(e_k) 2)全一矩阵求主特征对 标 题: Re: 高等数值分析 2009.1 贾哥版 1、(1)插值,f(x)=sqrt(1+x),给了 3 个点 0,0.6,0.9 (2)最小二乘,基函数为{1,x^2},在区间[-1,1],f(x)=|x| 2、证明 (1)A 只有 k 个不同特征值且能够对角化时,MINRES 和 GMRES 至多 k 步收敛 (2)A 有 n 个不同特征值但是 r0 只由 k 个特征向量线性组合, MINRES 和 GMRES 迭代 k 步收 敛 3、(1)x_(k+1)=x_k+alpha_k*d_k,求使得||x-x*||尽量小的 alpha_k,其中 x*=inv(A)*b (2)证明(x_k-x*)垂直于 d_k (3)f_k=A'*d_k,取 f_k=b-A*x_k 方法是否一定收敛 4、(1)叙述幂法 特征值 lambda_a 对应的特征向量为 x_1,sin∠(x1,vk)=epsilon_k, 证明|rho-lambda_1|=O(epsilon^2) (2)A={1,1,1;1,1,1;1,1,1},用幂法求主特征值和特征向量 5、A={2,-1,-1;-1,2,-1;-1,-1,2} (1)用 Givens 变换变成 3 对角 (2)用 Householder 变换作 QR 分解
(1)用 Givens 变换求 A 的 QR 分解 (2)用 QR 求最小化二乘问题||b-Ax|| 3.(1)证明对 Arnoldi 方法和 GMRES 方法,Arnoldi 过程中断,方法找到了精确解。 (2)证明如果 Arnoldi 方法中断,则 Arnoldi 过程一定不中断。 4.(1)证明对于 MINRES 和 GMRES,如果 A 只有 k 个不同的特征值,则 k 步收敛。 (2) 如果 A 的特征值互不相同, x0=0, b 由 A 的 k 个特征向量组成, 证明 MINRES 和 GMRES 方法 k 步收敛。 5. (1)推导 alpha(k) ,证明 r(k)与一个什么向量垂直(记不起了。很简单,就是几步数 学演绎) (2)为什么在绝对精确的计算下,CG,Lanczos,MINRES,Arnoldi,GMRES 方法至多 n 步 一定找到精确解。 6. (1)叙述 Rayleigh-Ritz 方法和精化的 Rayleigh-Ritz 方法的主要收敛结论。 (2)描述 Arnoldi 方法和精化的 Arnoldi 方法。 标 题: Re: [高等数值分析] 贾仲孝(A 卷)2006.1.10 1.备选项: (a) [1 1 1 1]'; (b) [1 -1 -1 1]'; (c) [-1 1 1 -1]'; 5(1).给定 phi(x_k) = (1/2)(x_k)'A(x_k)- (x_k)'b; 递推式 x_{k+1}= x_k + alpha * p_k,问 alpha 多少时使得 phi(x_k+1)最小,并证明 b - A(x_k+1)和 p_k 垂直。 标 题: 高等数值分析(2007/1/16)贾仲孝 1.(1) f ( x_0 ) = a, f ( x_1 ) = b, f ( x_2 ) = c , x_k = ( k - 1 )/h, k = 0,1,2, 求 f ( x ) 的拉格朗日差 值多项式。 (2) 求 f(x) = |x| 在[-1 , 1] 上的最小平方逼近,基函数取{1, x^2} 2.(1) 若 A 可对角化,则当 A 仅有 k 个不同特征值时, 证明对于 A x = b MINRES 方法与 GMRES 方法至多 k 步找到精确解。 (2) 若 A 的特征值各不相同,对 A x = b 而言,取 x_0 = 0,b 可以表示成由 k 个特征向量,证 明 MINRES 方法与 GMRES 方法 k 步找到准确解。 3. A = |034| |300| |401| (1) 用 Givens 变换实现 A 的相思变换使得 A 化成对称三对角矩阵 T ; (2) 用 Householder 变换实现 A 的 QR 分解。 4.取 G = [-1 1] , x = g(x) = (x^2 - 1)/3 , 求证上述变换在 G 内有唯一不动点。 5.取 x_k+1 = x_k + a_k d_k,其中 d_k 为迭代方向 (1)若选取 a_k 使得|| r_k+1 || = min || b - A x_k ||,给出 a_k 的算式; (2)求证 r_k+1 与 A d_k 垂直;
(3)若取 d_k = r_k,证明对于任意的 x_0,则上述方法均收敛。 6.取 A = u v',其中 u 与 v 不正交。 (1)证明 v' u 为 A 特征值; (2)证明 A 的其余特征值均为 0; (3)若对上述 A 使用幂法,则迭代几步之后收敛,收敛向量是什么? 标 题: 08 年 1 月数值分析试题 贾哥版: 1、算一个 2 阶拉格朗日插值,f(x)=1/x,插值点,2、2.5、4,写出插值函数,分析在 3 点的偏差。1/60 我记得。然后 f(x)=sqrt(x) ,权函数=1,问一阶最佳平方估计的插值函 数是多少?大概是 4/5x+2/15?这题其实用 chebyshev 和拉格朗日都一样,一阶情况下一样 的。 2、用 givens 和 householder 变换把 A QR 了。A=[0,3,4;3,0,0;4,0,1]。 答案应该是 G 变化下,忘记了,H 变换下,R=[5,0,0.8;0,3,4;0,0,-3],只记得两 个 R 不一样,QR 向来不唯一吧。 3、证明 Arnoldi 过程中断时 Arnoldi 方法找到了精确解,证明 Arnoldi 方法在第 k 步中断,则 Arnoldi 过程必不中断,证明 A=A'〉0 时 lanczos 方法一定不中断。比较简单 4、简述算部分特征值的 arnoldi 一般方法和精细方法。略 5、phi(x)=1/2(x,Ax)-(x,b) ,phi(x_k+a*p_k)在 a 取什么值时得到最小,其中 x_k 是 Ax=b 的目前近似,p_k 是搜索方向,并且证明,b-Ax_k+1 垂直于 p_k。这题目课件的 CG 中 都 有类似的证明,第一问求导,第二问直接算内积,把 x_k+1=x_k+a_k*p_k 的关系以及上面 求导的 a 的值代入即可。 这里没有提到 CG, 所以不能用 CG 的一些假设前提, 比如 Pk’*p_k=0 就好,实际上更简单了。第二问是在精确求解情况下,证明 CG,lanczos,MINRES、Arnoldi, GMRES 五种方法在 k=n 时都一定找到准确解。CG、M、G 都是最优,有限步算法,比较简 单,L、A 主要是在 k=n 的条件下,AQ=Q’T 成立,没有那个小尾巴了,证明 T 的非奇异后, 算 y 算 z 算 x,Ax 一算等于 b 于是精确解。 6、给了一个三阶矩阵 A=[-3,1,0;3,-2,3;0,1,-3],给了一个初始向量 v0=1/sqrt( 3) (1,1,1) ,用幂法求主特征值和主特征向量。一部就收敛了,然后 v1’Av1 得到这特 征值-5。
标 题: 高等数值分析_贾仲孝 自由空间 (Thu Jan 15 22:05:35 2009), 站内 第四题和第五题记得不是特别清楚。 1. 1.) f(x)=sqrt(1+x),x_0=0,x_1=0.6,x_2=0.9,求二次插值多项式。 并计算 f(0.44),计算在该点准确值 与估计值的误差; 2.) f(x)=abs(x),积分区间[-1,1],phi(x)={1,x*x},权函数为 1,求最佳逼近 2. 矩阵 A 可以对角化,A*x=b,取 x_0=0.对于 MINRES 和 GMRES 方法; 1.) 当 A 仅有 k 个不同特征值时,证明至多 k 步即可收敛 2.) 若 A 的特征值各不相同, b 可以表示成 k 个特征向量的线性组合, 证明 k 步找到准确解; 3.矩阵 A=[2 -1 -1; -1 2 -1; -1 -1 2] 1.) 利用 givens 变换把 A 转化成对称三对角矩阵 2.) 利用 householder 变化实现 A 的 QR 分解 4.Ax=b,x_*为方程的精确解,x_*=(A-1)*b, x_k+1=x_k + alpha_k * d_k,其中 d_k 为搜索方向, d_k= A'*f,f 为非零向量, 1.) 确定 alpha 的表达式使得范数||x_* - x_k+1||尽可能小 2.) 证明 x_* - x_k+1 与 d_k 正交,(alpha 的表达式中不要显示 x_*) 3.) 若取 d_k = r_k= b - A*x_k,问算法是否收敛,说明理由 5. 1.) A 为 实 数 矩 阵 ,且 特 征值 满足 lamda_1>lamda_2>=...>=lamda_n 陈述 幂 法, 并 证明 sin (v1,x1)=O(dieta), p 为第 k 步幂法得到的特征值, 证明|p-lamda|=O(dieta^k),就是说精度是 dieta 的 k 次方量级。 2.) 利用幂法求下列矩阵的主特征值和特征向量 A= [1 1 1; 1 1 1; 1 1 1] 一步收敛,特征值是 3,特征向量是 1/sqrt(3)* [1 1 1]' 发信人: AlexPiero (我心黑白), 信区: Pretest 标 题: 高等数值分析 贾哥 2010.01.20 今年贾哥很厚道啊,几乎拿得是 06 年的卷子。 。 。我就不抄写了,和以前的题是一样的 按着 pretest 上的年号-题号看就可以了。 06-3 06-2 06-4 06-5 07-1 06-6
相关文档
最新文档