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数值分析试题集.doc

上传人:weiwoduzun 文档编号:5529238 上传时间:2019-03-06 格式:DOC 页数:29 大小:942.50KB
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资源描述

1、数值分析试题集(试卷一)一(10 分)已知 , 都是由四舍五入产生的近似值,判断 及3409.1*x125.*2x *21x有几位有效数字。*21x二(10 分)由下表求插值多项式 x0 1 2y2 3 41 1三(15 分)设 ,H (x)是满足下列条件的三次多项式,)(4baCf)()(,)(), bcafcfcfaH 求 ,并证明之。)(xf四(15 分)计算 , 。d1032210五(15 分)在0,2上取 ,用二种方法构造求积公式,并给出其公式的,210xx代数精度。六(10 分)证明改进的尢拉法的精度是 2 阶的。七(10 分)对模型 ,讨论改进的尢拉法的稳定性。,y八(15 分)

2、求方程 在-1.2 附近的近似值, 。017423xx 310-(试卷二)一 填空(4*2 分)1 是区间0, 1上的权函数为 的最高项系数为 1 的正交多项式族,其中0)(kkx 2)(x,则 -, -。010)(dx12 ,则 -, -。41AA)(A3 设 ,当 满足条件- -时,A 可作 LU 分解。2aa4 设非线性方程 ,其根 , ,则求 的0)3(13()2xxf 3*1x1*2*1x近似值时,二阶局部收敛的牛顿迭代公式是- -。二(8 分)方程组 AX=b,其中 ,15.0.2aaA3,RbX1 试利用迭代收敛的充要条件求出使雅可比迭代法收敛的 的取值范围, 取何值时雅可比迭a

3、代收敛最快?2 选择一种便于计算的迭代收敛的充要条件,求出使高斯-塞德尔迭代法收敛的 的取值范围。三(9 分)常微分方程初值问题 的单步法公式为 ,求该)(,0xyf ),(21nnyxhfy公式的精度。四(14 分)设 为对称正定方程组bXA1 求使迭代过程 收敛的数 的变化范围;)(1kkk XA2 用此法解方程组 010232x(取初值 ,小数点后保留 4 位,给出前 6 次迭代的数据表) 。TX)1,(0(试卷三)一 设 ,求 的谱半径 ,范数为 1 的条件数 。15AA)(1)(condA二 设 ,分别计算该函数的二、三阶差商,210(,3)(2 ixxfi, 。,21nn 3nnx

4、f三 设向量 Txx),(31 若定义 ,问它是不是一种向量范数?请说明理由。212 若定义 ,问它又是不是一种向量范数?请说明理由。3xx四 设 ,将矩阵分解为 ,其中 是对角线元素102ATLA的下三角阵。)3,21(0ili五 设有解方程 的迭代法0cos231xnnxxcos32411 证明:对任意 ,均有 ( 为方程的根) ;),(0x*limn2 取 ,用此迭代法求方程根的近似值,误差不超过 ,列出各次迭代值;40 303 此迭代的收敛阶是多少,证明你的结论。六 对于求积公式 )43(21)4(231)(10 fffdxf 1 求该求积公式的代数精度;2 证明它为插值型的求积公式。

5、(试卷四)一 填空题(每空 5 分,共 25 分)1 设精确值为 ,若取近似值 ,该近似值具有- -位有043912.x 054128.*x效数字。2 设 , ,则三阶差商 -。5)(2f ),(ii ,321nnxxf3 ,则 -。1A)A4 设 ,当 满足条件 - 时,必有分解式 A=LLT,其中 L 是对角线42a元素为正的下三角阵。5 求积公式 的代数精度为- -。)43(2)1(3)()(10 fffdxf 二(10 分)设 ,试求一个次数不超过 2 的多项式 ,使得,3Cf)(xPefpefpp )1(,)1()(三(20 分)1 利用埃米特插值多项式推导带有导数项的求积公式 )(

6、12)()(2)( afbfabfabdxfba 且其余项为)(30!4)(45fabR),(ba2 利用这个公式推导所谓带修正项的复化梯形求积公式 )()(12)( 00 xffhTdxf nnxn 这里: nabhixffff innn ,)(21)()( 010四(15 分)试确定系数 ,使微分方程的数值计算公式, )()( 111 nnnnn yhyy 具有尽可能高的局部截断误差。(符号说明: ))(,)(11 nnnn xyx五(15 分)方程 在 附近有根,对于给定的迭代关系式0235.,试问:21kkxx1、问迭代是否收敛;若收敛,用列表形式给出其前 6 步迭代的近似根。2、估计

7、该迭代式的收敛速度。六(15 分)方程组 ,其中 ,bAX15.0.21aa12b试利用迭代收敛的条件给出使雅可比迭代法收敛的 的取值范围,给出使雅可比迭代收敛最快的取值,并用 2 至 3 个 的具体值进行计算,数值化地说明其迭代收敛的快慢程度。aa(说明:数值实验的数据请以列表形式写出。 )(试卷五)一 填空题(每空 5 分,共 25 分)1 已知 , 都是由四舍五入产生的近似值, 的有效数字是几位- -。3409.*1x125.*2x *21x2 设 , ,则二阶差商 -。5)(2f ),0(ii ,21nnf3 ,则 -。1A1A4 设 ,当 满足条件 - 时, A 可作 LU 分解。4

8、2aa5 设 是互异节点,对于 , -。),10(nix nk,2,10iikxl0)(二(10 分)由下表求插值多项式0 1 2y2 3 4y1 1三(25 分)1 设 在 上具有二阶连续导数,利用泰勒展开推导以下求积公式)(xfba, 6)(2)()( 3abfaffdfba 2 利用这个公式推导以下复化求积公式 )()(6)( 020 xffhTxf nnxn 这里: nabhixffxff innn ,)(21)()(21 0103 对于给定精度 ,利用上述求积公式 ,选取合适的求积步长 ,计算4nT的近似值。dxeI102四(10 分)常微分方程初值问题 的数值公式为 ,)(,0xy

9、f ),(211 nnn yxhfyy求该公式的精度。五(15 分)设有解方程 的迭代法cos231x nnxcos3411 证明:对任意 ,均有 ( 为方程的根) ;),(0*limxn2 取 ,用此迭代法求方程根的近似值,误差不超过 ,列出各次迭代值;40x 303 此迭代的收敛阶是多少,证明你的结论。六(15 分)设方程组310224521xx1 给出雅可比迭代算式;2 说明其收敛性;3 取初始向量 ,给出其前 6 步迭代所求出的近似值。TX),(0(说明:数据请以列表形式写出。 )(试卷六)一 填空题(每空 5 分,共 25 分)1 已知 , 都是由四舍五入产生的近似值, 的有效数字是

10、几位- -。3409.*1x125.*2x *21x2 设 , ,则二阶差商 -。5)(2f ),0(ii ,21nnf3 ,则 -。1A1A4 设 ,当 满足条件 - 时, A 可作 LU 分解。42aa5 设 是互异节点,对于 , -。),10(nix nk,2,10iikxl0)(二(10 分)由下表求插值多项式0 1 2y2 3 41 1三(25 分)1 设 在 上具有二阶连续导数,利用泰勒展开推导以下求积公式)(xfba, 6)(2)()( 3abfaffdfba 2 利用这个公式推导以下复化求积公式 )()(6)( 020 xffhTxf nnxn 这里: nabhixffxff

11、innn ,)(21)()(21 0103 对于给定精度 ,利用上述求积公式 ,选取合适的求积步长 ,计算4nT的近似值。dxeI102四(10 分)常微分方程初值问题 的数值公式为 ,)(,0xyf ),(211 nnn yxhfyy求该公式的精度。五(15 分)设有解方程 的迭代法cos231x nnxcos3411 证明:对任意 ,均有 ( 为方程的根) ;),(0*limxn2 取 ,用此迭代法求方程根的近似值,误差不超过 ,列出各次迭代值;40x 303 此迭代的收敛阶是多少,证明你的结论。六(15 分)设方程组310224521xx1 给出雅可比迭代算式;2 说明其收敛性;3 取初

12、始向量 ,给出其前 6 步迭代所求出的近似值。TX),(0(说明:数据请以列表形式写出。 )(试卷六)一 填空题(每空 5 分,共 25 分)1 设精确值为 ,若取近似值 ,该近似值具有- -位有043912.x 054128.*x效数字。2 设 , ,则三阶差商 -。5)(2f ),(ii ,321nnxxf3 ,则 -。1A)A4 设 ,当 满足条件 - 时,必有分解式 A=LLT,其中 L 是对角线42a元素为正的下三角阵。5 求积公式 的代数精度为- -。)43(2)1(3)()(10 fffdxf 二(10 分)设 ,试求一个次数不超过 2 的多项式 ,使得,3Cf)(xPefpef

13、pp )1(,)1()(三(20 分)1 利用埃米特插值多项式推导带有导数项的求积公式 )(12)()(2)( afbfabfabdxfba 且其余项为)(30!4)(45fR),(ba2 利用这个公式推导所谓带修正项的复化梯形求积公式 )()(12)( 00 xffhTdxf nnxn 这里: nabhixffff innn ,)(21)()( 010四(15 分)试确定系数 ,使微分方程的数值计算公式, )()( 111 nnnnn yhyy 具有尽可能高的局部截断误差。(符号说明: ))(,)(11 nnnn xyx五(15 分)方程 在 附近有根,对于给定的迭代关系式0235.,试问:

14、21kkxx1、问迭代是否收敛;若收敛,用列表形式给出其前 6 步迭代的近似根。2、估计该迭代式的收敛速度。六(15 分)方程组 ,其中 ,bAX15.0.21aa12b试利用迭代收敛的条件给出使雅可比迭代法收敛的 的取值范围,给出使雅可比迭代收敛最快的取值,并用 2 至 3 个 的具体值进行计算,数值化地说明其迭代收敛的快慢程度。aa(说明:数值实验的数据请以列表形式写出。 )(试卷七)一 填空题(每空 4 分,共 24 分)1 已知 , 都是由四舍五入产生的近似值, 的有效数字是几位- -。309.*1x125.*2x *21x2 设 ,当 满足条件- -时,A 可作 LU 分解。4aAa

15、3 设非线性方程 ,其根 , ,则求 的0)3(13()2xxf 3*1x1*2*1x近似值时,二阶局部收敛的牛顿迭代公式是- -。4 设 ,则 -, -。412AA)(A5 用积分 计算 ,为使误差的绝对值不超过 ,问用复化梯形公式至少82lnxd2l 5102要取- -个结点。二(21 分)设 ,插值条件如下表2,0)(5Cxf0 1 2y2 3 41 11 给出满足上述插值条件的插值多项式 ;)(xP2 求其余项 ;)(xPf3 给出 , 的近似值。5.0(.1三(25 分)设 ,)2baCxf1 推导中矩公式 ;3)(24)( abffdfba ),(b2 导出复化中矩公式;3 利用复

16、化中矩公式,计算定积分 (精度为 ,并将各次复化的计算结果102dxe410排成一张数据表) 。四(15 分)求常数 、 、 、 ,使解微分方程初值问题ABCD,),(yxf 0(y的下列数值计算公式(1))(1111 nnnnn yh),(yxfynn),(11yxfy的局部截断误差尽可能地高( 假设(1)式右端所用信息均为准确的 )。五(15 分)设 为对称正定方程组bXA1 求使迭代过程 收敛的数 的变化范围;)(1kkk XA2 用此法解方程组 010232x(取初值 ,给出前 6 次迭代的数据表) 。TX)1,6.5(0第 1 问提示:考虑使迭代矩阵 的范数 的 取值。AIG12G(

17、试卷八)一(15 分)已知精确值为 ,若取近似值 ,试0543912.x 054128.*x问该近似值具有几位有效数字。二(15 分)方程 在 附近有根,对于给定的迭代关系式123.0,试问:21kkxx1、该迭代是否收敛?2、若收敛,估计收敛速度。三(15 分)已知函数表如下,求二次拉氏插值多项式 。)(2xLx 3 1 4y 4 2 5四(20 分)在1,1 上,取节点 ,构造插值型求积公式,并1,0,210xx求它的代数精度。五(15 分)写出线性方程组 012132x的雅可比迭代式。六(20 分)试确定系数 ,使微分方程的数值计算公式, )()( 111 nnnnn yyhyy 具有尽

18、可能高的局部截断误差。(符号说明: ))(,)(11 nnnn xx(试卷九)一 填空题(每空 4 分,共 24 分)1 已知 , 都是由四舍五入产生的近似值, 的有效数字是几位。3409.*1x125.*2x *21x, ,从而51*151*204151*21*212 0)()( xxx故 具有 4 位有效数字。*12 设 ,当 满足何条件时,A 可作 LU 分解。aAa若 , ,即: ,则 A 可作 LU 分解。0102)1(4223,1a3 设非线性方程 ,其根 , ,则求 的)3(3) xxf *1x1*2*1x近似值时,求其二阶局部收敛的牛顿迭代公式。, ,其迭代式为)(1)(3xx

19、f )84()1(2f,.841nn 361nnx,故)3()3(21nnxx )(438)3(212 nxennn因此,上述迭代为二阶局部收敛的4 设 ,求 , 。412AA)(, ,5 23I3)(A5 用积分 计算 ,为使误差的绝对值不超过 ,问用复化梯形公式至少82lnxdl 5102要取多少个结点。,取结点 ,作复化梯形求积公式 ,其误差为nh6),10(nihi nT,欲使 ,取 ,22256)812l hT 521056h3106h, ,结点个数 即可。306n30n37n二(21 分)设 ,插值条件如下表2,)(5Cxfx0 1 2y2 3 41 11 给出满足上述插值条件的插

20、值多项式 ;)(xP2 求其余项 ;)(xPf3 给出 , 的近似值。5.0(.1设 ,利用插值条件可得线性方程组edxcbxaxP234), , , ,2e42486edcba11423dcba利用图形计算器,解此线性方程组可得 , , , ,2/1a/3b1cd2e2231)(4xxP令 ,其中 使 为异于 0,1,2 的点2)()()(ttktft )(xkx,在 0,1,2, 四个互异点处值为零,据罗尔定理与插值条件, 在0,2上有五个互)(x )(t异的零点,反复使用罗尔定理可知,在(0,2)上,至少存在一点 ,使 ,亦即)5(,故!5)(0)()(55 xkf!5)()(fxk)2

21、,0()2(1!)(2)5( fxPf在函数库中建立插值多项式,可求得,4065.327)5.0().(f 78125.3)5.1().(Pf三(25 分)设 ,baCxf1 推导中矩公式 ;3)(24)() abffdfba ),(b2 导出复化中矩公式;3 利用复化中矩公式,计算定积分 (精度为 ,并将各次复化的计算结果102dxe410排成一张数据表) 。 2)(!2)(!1)2)( baxfbaxfbafxf 两边积分有 3)(4)()ffdxfba ,取结点 ,作复化中矩公式nh),10nihi )(24)(2410 01010 afbfhxfh hfxfdfInii iiniiix

22、ii 复化中矩公式为 ,其中 ,截断误差为102niixfR221hxii)(24afbfhIn欲计算定积分 ,这里 , ,102dxe2)(xef24)(xefehehfhRIn 6042)(24 2,欲使 ,即 ,可取36In412102015h于是 ,20/1hab ),0(ihxi,在 HP38G 上进行计算可得 904)(20iieR 8427.02R四(15 分)求常数 、 、 、 ,使解微分方程初值问题ABCD,),(yxf 0(y的下列数值计算公式(1))(1111 nnnnn yh),(yxfynn),(11yxfy的局部截断误差尽可能地高( 假设(1)式右端所用信息均为准确

23、的 )。由于假定了(1)式右端所用信息均为准确的,从而 )(6)(2)()()( 431 hOxyhxyxyy nnnnnn )(2)()()()(, 3111f nnnnnn ,nnnxyxfy )(2)()()()()(, 3111 hOxyhxyf nnnnnn )(/6/()2/()43DBADBAhxyCxynn 将之与 的展开式1 )(6)(2)()()( 431 hOxyhxyxynnnnn 相比较,有解得 6/12/62/1DBAC3/14/DCBA所求的数值公式为 )(111 nnnn yyhy五(15 分)设 为对称正定方程组bX1 求使迭代过程 收敛的数 的变化范围;)(

24、1kkk XA2 用此法解方程组 010232x(取初值 ,给出前 6 次迭代的数据表) 。TX)1,6.5(0(第 1 问提示:考虑使迭代矩阵 谱半径 时的 取值。 )AIG1)(G因 为 阶对称正定矩阵,故可设 , 是 的特征根,An 021n iA对于迭代 ,其迭代矩阵 的特征值为)(1kkk XbXIi,2n从而 iniGmax)(1欲使 ,只需 ,即 , 1i20iai0),21(n因此,只需 即可。)(201A对于矩阵 ,利用 HP38G,可求得其特征值为 ,故0A 2469.3)(A61.0不妨取 ,于是有迭代式5 02/1/02/1/kk XX将 存入 M1,将 存入 M2,将

25、迭代初值 存入 M3,在 HOME 窗口2/10/02/116.05输入迭代式 M1*M3+M2 M3,作四次迭代,可出得如下数表k1x2x3x0 05 06 11 08 075 0752 075 09 07753 08375 0875 076254 081875 091875 085 0859375 0909375 08093756 0859375 09296875 0834375(试卷十)一 填空题(每空 4 分,共 24 分)1 已知 , 都是由四舍五入产生的近似值, 的有效数字是几位。309.*1x125.*2x *21x, ,从而51*151*204151*21*212 0)()(

26、xxx故 具有 4 位有效数字。*12 设 ,当 满足何条件时,A 可作 LU 分解。aAa若 , ,即: ,则 A 可作 LU 分解。0102)1(4223,1a3 设非线性方程 ,其根 , ,则求 的)3(3) xxf *1x1*2*1x近似值时,求其二阶局部收敛的牛顿迭代公式。, ,其迭代式为)(1)(3xxf )84()1(2f,.841nn 361nnx,故)3()3(21nnxx )(438)3(212 nxennn因此,上述迭代为二阶局部收敛的4 设 ,求 , 。412AA)(, ,5 23I3)(A5 用积分 计算 ,为使误差的绝对值不超过 ,问用复化梯形公式至少82lnxdl

27、 5102要取多少个结点。,取结点 ,作复化梯形求积公式 ,其误差为nh6),10(nihi nT,欲使 ,取 ,22256)812l hT 521056h3106h, ,结点个数 即可。306n30n37n二(21 分)设 ,插值条件如下表2,)(5Cxf0 1 2y2 3 41 11 给出满足上述插值条件的插值多项式 ;)(xP2 求其余项 ;)(xPf3 给出 , 的近似值。5.0(.1设 ,利用插值条件可得线性方程组edxcbxaxP234), , , ,2e42486edcba11423dcba利用图形计算器,解此线性方程组可得 , , , ,2/1a/3b1cd2e2231)(4x

28、xP令 ,其中 使 为异于 0,1,2 的点2)()()(ttktft )(xkx,在 0,1,2, 四个互异点处值为零,据罗尔定理与插值条件, 在0,2上有五个互)(x )(t异的零点,反复使用罗尔定理可知,在(0,2)上,至少存在一点 ,使 ,亦即0)(5,故!5)(0)()(55 xkf!5)()(fxk)2,0()2(1!)(2)5( fxPf在函数库中建立插值多项式,可求得,4065.327)5.0().(f 78125.3)5.1().(Pf三(25 分)设 ,baCxf1 推导中矩公式 ;3)(24)() abffdfba ),(b2 导出复化中矩公式;3 利用复化中矩公式,计算

29、定积分 (精度为 ,并将各次复化的计算结果102dxe410排成一张数据表) 。 2)(!2)(!1)2)( baxfbaxfbafxf 两边积分有 3)(4)()ffdxfba ,取结点 ,作复化中矩公式nh),10nihi )(24)(2410 01010 afbfhxfh hfxfdfInii iiniiixii 复化中矩公式为 ,其中 ,截断误差为102niixfR221hxii)(24afbfhIn欲计算定积分 ,这里 , ,102dxe2)(xef24)(xefehehfhRIn 6042)0(124 2,欲使 ,即 ,可取36In412102015h于是 ,20/1hab ),0

30、(ihxi,在 HP38G 上进行计算可得 904)(20iieR 8427.02R四(15 分)求常数 、 、 、 ,使解微分方程初值问题ABCD,),(yxf 0(y的下列数值计算公式(1))(1111 nnnnn yh),(yxfynn),(11yxfy的局部截断误差尽可能地高( 假设(1)式右端所用信息均为准确的 )。由于假定了(1)式右端所用信息均为准确的,从而 )(6)(2)()()( 431 hOxyhxyxyy nnnnnn )(2)()()()(, 3111f nnnnnn ,nnnxyxfy )(2)()()()()(, 3111 hOxyhxyf nnnnnn )(2/6

31、/()2/()( 431 hODBAhxyDBAhxyCxynnnn 将之与 的展开式1 )(6)(2)()()( 431 hxyhxyxynnnnn 相比较,有解得 6/12/62/DBAC3/14/DCBA所求的数值公式为 )(111 nnnn yyhy五(15 分)设 为对称正定方程组bX1 求使迭代过程 收敛的数 的变化范围;)(1kkk XA2 用此法解方程组 010232x(取初值 ,给出前 6 次迭代的数据表) 。TX)1,6.5(0(第 1 问提示:考虑使迭代矩阵 谱半径 时的 取值。 )AIG1)(G因 为 阶对称正定矩阵,故可设 , 是 的特征根,An 021n iA对于迭

32、代 ,其迭代矩阵 的特征值为)(1kkk XbXIi,2n从而 iniGmax)(1欲使 ,只需 ,即 , 1i20iai0),21(n因此,只需 即可。)(201A对于矩阵 ,利用 HP38G,可求得其特征值为 ,故102A 2469.3)(A61.0不妨取 ,于是有迭代式5 02/1/02/1/kk XX将 存入 M1,将 存入 M2,将迭代初值 存入 M3,在 HOME 窗口/ / 16.05输入迭代式 M1*M3+M2 M3,作四次迭代,可出得如下数表k1x2x3x0 05 06 11 08 075 0752 075 09 07753 08375 0875 076254 081875

33、091875 085 0859375 0909375 08093756 0859375 09296875 0834375(试卷十一)一 填空题(每空 4 分,共 24 分)1 已知 , 都是由四舍五入产生的近似值, 的有效数字是几位。309.*1x125.*2x *21x, ,从而51*151*204151*21*212 0)()( xxx故 具有 4 位有效数字。*12 设 ,当 满足何条件时,A 可作 LU 分解。aAa若 , ,即: ,则 A 可作 LU 分解。0102)1(4223,1a3 设非线性方程 ,其根 , ,则求 的)3(3) xxf *1x1*2*1x近似值时,求其二阶局部

34、收敛的牛顿迭代公式。, ,其迭代式为)3(1)(xxf )84()1(2xxf,.841nn 361nn,故)3()3(21nnxx )(438)3(212 nxxennn因此,上述迭代为二阶局部收敛的4 设 ,求 , 。412AA)(, ,5 23I3)(A5 用积分 计算 ,为使误差的绝对值不超过 ,问用复化梯形公式至少82lnxdl 5102要取多少个结点。,取结点 ,作复化梯形求积公式 ,其误差为nh6),10(nihi nT,欲使 ,取 ,22256)812l hT 521056h3106h, ,结点个数 即可。306n30n37n二(21 分)设 ,插值条件如下表2,)(5Cxf0

35、 1 2y2 3 41 11 给出满足上述插值条件的插值多项式 ;)(xP2 求其余项 ;)(xPf3 给出 , 的近似值。5.0(.1设 ,利用插值条件可得线性方程组edxcbxaxP234), , , ,2e42486edcba11423dcba利用图形计算器,解此线性方程组可得 , , , ,2/1a/3b1cd2e2231)(4xxP令 ,其中 使 为异于 0,1,2 的点2)()()(ttktft )(xkx,在 0,1,2, 四个互异点处值为零,据罗尔定理与插值条件, 在0,2上有五个互)(x )(t异的零点,反复使用罗尔定理可知,在(0,2)上,至少存在一点 ,使 ,亦即)5(,

36、故!5)(0)()(55 xkf!5)()(fxk)2,0()2(1!)(2)5( fxPf在函数库中建立插值多项式,可求得,4065.327)5.0().(f 78125.3)5.1().(Pf三(25 分)设 ,baCxf1 推导中矩公式 ;3)(24)() abffdfba ),(b2 导出复化中矩公式;3 利用复化中矩公式,计算定积分 (精度为 ,并将各次复化的计算结果102dxe410排成一张数据表) 。 2)(!2)(!1)2)( baxfbaxfbafxf 两边积分有 3)(4)()ffdxfba ,取结点 ,作复化中矩公式nh),10nihi )(24)( )2410 1010

37、10 afbfhxfh hfxfdfInii niiniinixii 复化中矩公式为 ,其中 ,截断误差为102niixfR221hxii)(24afbfhIn欲计算定积分 ,这里 , ,102dxe2)(xef24)(xefehehfhRIn 6042)(24 2,欲使 ,即 ,可取36In412102015h于是 ,20/1hab ),0(ihxi,在 HP38G 上进行计算可得 904)(20iieR 8427.02R四(15 分)求常数 、 、 、 ,使解微分方程初值问题ABCD,),(yxf 0(y的下列数值计算公式(1))(1111 nnnnn yh),(yxfynn),(11yx

38、fy的局部截断误差尽可能地高( 假设(1)式右端所用信息均为准确的 )。由于假定了(1)式右端所用信息均为准确的,从而 )(6)(2)()()( 431 hOxyhxyxyy nnnnnn )(2)()()()(, 3111f nnnnnn ,nnnxyxfy )(2)()()()()(, 3111 hOxyhxyf nnnnnn )(/6/()2/()43DBADBAhxyCxynn 将之与 的展开式1 )(6)(2)()()( 431 hOxyhxyxynnnnn 相比较,有解得 6/12/62/DBAC3/14/DCBA所求的数值公式为 )(111 nnnn yyhy五(15 分)设 为

39、对称正定方程组bX1 求使迭代过程 收敛的数 的变化范围;)(1kkk XA2 用此法解方程组 010232x(取初值 ,给出前 6 次迭代的数据表) 。TX)1,6.5(0(第 1 问提示:考虑使迭代矩阵 谱半径 时的 取值。 )AIG1)(G因 为 阶对称正定矩阵,故可设 , 是 的特征根,An 021n iA对于迭代 ,其迭代矩阵 的特征值为)(1kkk XAbXAIGi,2n从而 iniGmax)(1欲使 ,只需 ,即 , 1i20iai0),21(n因此,只需 即可。)(201A对于矩阵 ,利用 HP38G,可求得其特征值为 ,故0A 2469.3)(A61.0不妨取 ,于是有迭代式5 02/1/02/1/kk XX将 存入 M1,将 存入 M2,将迭代初值 存入 M3,在 HOME 窗口/ / 16.05输入迭代式 M1*M3+M2 M3,作四次迭代,可出得如下数表k1x2x3x0 05 06 11 08 075 0752 075 09 07753 08375 0875 076254 081875 091875 085 0859375 0909375 08093756 0859375 09296875 0834375

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