1、习题五(第 1、2、3、5、7、9、10、12、21 题)1解:(1) , )(afx )()()( abfdxafxfbb aba dxfdf ()(),(21)( fxfxb ),(2) ,)(faaabdfbabbadxfxfxffdxf )()()()(,21 fdfa),(,b(3) 法 1 ,)2(bfxbaaabfdxfdf )(2)bfxf )(2( aadxbfdxf)2(dxafba)dxbaxfbf 2)(21)(2fdaxbf a)()()( 3241f法 2 可以验证所给公式具有 1 次代数精度。作一次多项式 )(xH满足 , ,则有)2()(bafH)2()(baf
2、H)2)()2() baxfbafxH, !1ff,()2()(2)( abfabdxba 于是 dxHxfff bababa )()()()(fdxHfba2!23)(41)(2) abfba2. 解: (1)当 时,左=1,右=1+0=1,左=右;xf当 时,左 ,右= ,左=右;)(21210当 时,左= ,右=1 ,左 右,代数精度为 1。xf3(2)当 时,左=2,右=2 ,左=右;1)(当 时,左=0,右= ,左= 右;xf 031)(当 时,左 ,右 ,左= 右;2)(f32当 时,左 ,右 ,左=右;3xf00)31(当 时,左 ,右 ,左 右。代4)(f5292)2数精度为
3、3。3.(1) ;)(3)1()( fffdxf(2) ;)()()(2)( 2bfafbafabdxfb (3) 。10)110ff解: 当 时,左 ,右 ,左=右;)(xf 2)3(当 时,左 ,右 ,f01当 时,左 ,右 ;2)(xf3)32(2要使所给求积公式至少具有 2 次代数精度当且仅当 、 满足0)1(3322132)(12334601025, 62,1152)(53, 求积公式(1):(A ) )1562(3)561(2)(31)( fffdxf求积公式(2):(B) )()()()(1 ffff当 时, (A)的左端为 1。3x(A) 的右端 1)562(3)56(213(
4、B) 的右端 13(A)和(B)的代数精度均为 2。(2) ba bfafbfadxf )()()(2)( 2当 时,左 ,右1fb1当 时,左 ,右xf)()(2a)21abab当 时,左 ,)(xf )(31ab右 )2)(22ba(1)(ba要使求积公式具有 2 次代数精度,当且仅当 )(3)()(1)( 2aba12 2bab)2(61)(22abab12)()( bfffxdxfba 当 时,左3f),(413abdba右 3222b)(4)( aabb222 )(41)(1b4 abab)(1当 时,左 , 的系数 。4)(xf)(514abdxba51右 ,)4(223b其中 的
5、系数 。因而代数精度为 3。5b516)4(15(1) 复化梯形公式 , ,2.0hihxi8.8,210)()(27188iiffxfT023.15.93.964.205.1. .08.3914.23(2) 0h)2.()0.()8.(64fffS62).(.0fff)4.3()2.(4)0.3(.)0.3()8.(46 ffffff .6.2.2.).1(.0 fffff).3()8.()4.(.4086.24.1025.96.205.633.189.743(3) Romberg 算法842211TSCR812.)4.3()8.12.31 ff76.5.6.fT238.4)0.()2.(8
6、.0214 ff ).().(.8 ffffT93653.21421S918.23342TS4.8915.235162SC46.491.236321R7解: , xftan)( xf2cos)(ddfS4044021)(1xxgcos)( 2)(g5)(g436.1)(0241T5032.728.8cos)8(4g16.4.136.1)(21 gT325270 168163442.)(g758.)(g)163(8214gT28931.)754.42.36. 01.124T )327()5()32(68 gg )9453.168.401.9.1293.180482.T )647()5()643(
7、32186 gg1192132804.50746.492.86.5. 17769.381102.3T )1287()5()8()(642 gg3129)128()()8()7( gg)1283()9()1287()5( gg456.0.4.6.427869.1379350218.6.11872.)6.289.1(333107.0T所求弧长为 28.139解: , , , , 2a8b)(xf 2)(xf 32)(xf, 12)( hfabfTdxfan 8,要使520)(18fh只要53210h25106n2368.941010n取 94n答:取 950 个等距节点,则有 51102)(nTd
8、xf方法 2 282)( hhbfaffTfIn 5210641ff5h62104383106n 753n10用 Romberg 方法求 ,要求误差不超过 。从所取节点个数与82dx102上题结果比较中体会这 2 种方法的优缺点。解: 将区间2,8 作 16 等分, 836xf1)(2, 2+ , , , , , , , 89328528314837, , , , , )(xf1, , , , , , , , 84038469852856184, , , , , , , , )(xf75.1642)(21 fT 3.0875.1)(612f)852(3214 ffT40965.157. 397
9、1264.)8()83(2.1248 ffffT )()1(5)9(75.03816 fffff)86()84(fff38905.171T2.1S39504.1C38647.1R5.2 3608798672 2924809645.4 .4371.8T18S5163)4(341212TS 15)6(21SC63)4(121CR5712 04709.5)(5 R860.1I实际上386.39.4ln12用 3 点 Gauss-Legendre 公式求 。dxeI10解: dxe10 )(2t三点 Gauss 公式)53(9)0853(9)(1 ggt 25319)(825319)(10 fffdx
10、f 25312253110 989eedxe26.026.01588ee3.21根据下列 的数值表:xftan)(1.20 1.24 1.28 1.32 1.36 x2.572 15 2.911 93 3.341 35 3.903 35 4.673 44)(f解: xtanxxf 22tan1cos)(xf 3tan2t)(tt2)( ,hfxfhD)(, 000,)(61),()2ff ),(0hx130625.16.57234.0.3.08.,21( f9.08.9.24.1)().()4., ffD)tan1)(t6tant62( 22xxxf 9.8.1)8.)36.1(08.61)(08.61).0,28().1( 22ffDf )734.734.(.62415093实际误差 9682.0).,281().(f )9035.1()356.,8()2.1( 2Df40实际误差 28.0)4.,81()2.(Df 14597,3.,3).0,281(4hhxfxfhxfxf 4)2()2(12)()( 0000 )()(8)()(1 ffhff016453,28).(Df )24.18()20.8(!).,1(. ff361.)(tant5tan(8) 2245( xxxf 274.56734.!10.,2)8.1( Df220.8.)1.4(5