計算方法各章作業答案

2021-03-04 09:41:17 字數 2374 閱讀 9606

第二章插值

1. 給出下列資料表:

(1)請利用上表中的資料寫出拉格朗日插值多項式。

(2)用二次lagrange插值多項式求當x=0.15時y的近似值。

(3)寫出餘項r(x)=f(x)-pn(x)的表示式。

解:(1)pn(x

n=**3(x)= +

x0=0.0x1=0.1x2=0.2x3=0.3

y0=0.0000 y1=0.0998 y2=0.1987 y3=0.2955

p3(x)=

(2) y(0.15) = p2(0.15) = 0.1494

(3)r(x) = f(x)-pn(x)= (x - xk

x – 0.0) (x – 0.1)(x – 0.2)(x – 0.3

第三章方程求根

5.求解方程12-3x+2cosx=0的迭代法

(1)證明對於任意的x0r均有 (x*為方程的根)

(2)取x0=4,用此迭代法求方程根的近似值,誤差不超過10-3,列出各次的迭代值。

(3)此迭代的收斂階是多少?試證明你的結論。

(1)證明:因為迭代函式

, 而對一切x, 均有

故迭代過程收斂,即,均有

(2) 取, 代如迭代式計算有:

取≈= 3.347即可使誤差不超過。

(3) 因,

∴此迭代格式只具線性收斂性.

13.對於迭代函式g(x)=x+c(x2-2),試討論當c為何值時,xk+1=g(xk) (k=0,1,2,3,…)產生的序列收斂於?

如果迭代格式

是區域性收斂的話, 設迭代序列的極限值為, 則有

當, 即或時, 則迭代格式區域性收斂於

當, 即

c取時收斂最快, 為平方收斂

第四章數值積分

1. 已給資料表:

(1)用復化梯形法計算積分的近似值。

(2)用復化辛卜生法計算積分的近似值。

(3)用柯特斯法計算積分的近似值。

解:(1)tn = = [f(a) + 2+ f(b

= [3.12014 + 2×(4.42569 + 6.04241 + 8.03014) + 10.466755.058337

(2) sn = [f(a) + 4+2+f(b

= [f(a) + 4×4.42569 + 2×6.04241 + 4×8.03014 + 10.46675]

= 5.033002

(3) ** = [7f(a) + 32+ 12+ 32+ 14+ 7f(b)]

= [7×3.12014 + 32×4.42569 + 12×6.04241 + 32×8.03014 + 7×10.46675]

= 5.032922

2. 已給資料表:

(1)用復化梯形法計算積分的近似值。

(2)用復化辛卜生法計算積分的近似值。

(3)用柯特斯法計算積分的近似值。

解:(1)tn = = [f(a) + 2+ f(b

1.00000 + 2×(0.90909 + 0.

83333 + 0.76923 + 0.71429 + 0.

66667 + 0.62500 +0.58824) + 0.

55556

= 0.588363

(2)sn

1.00000 + 4×0.90909 + 2×0.83333 + 4×0.76923 + 2×0.71429

4×0.66667 + 2×0.62500 + 4×0.58824 + 0.55556

= 0.5877906

(3)** = [7f(a) + 32+ 12+ 32

14+ 7f(b

7×1.00000 + 32×0.90909 + 12×0.83333 + 32×0.76923 + 14×0.71429

+ 32×0.66667 + 12×0.62500 + 32×0.58824 + 7×0.55556

0.587788

第五章常微分方程數值解

1.列出求解下列初值問題的尤拉格式:

(1)y′=x2-y2,(0≤x≤0.4),y(0)=1,取h=0.2

(2)y′=(y/x)2+y/x,(1≤x≤1.2),y(1)=1,取h=0.1

解: (1)

(2)第六章線性方程組的迭代法

1. 已知方程組

(1)寫出用簡單迭代法和高斯-塞迭爾迭代法求解此方程組的迭代格式。

(2)討論上述兩個迭代格式的收斂性,說明是否收斂及其原因。

解:(1)原方程組可轉化為:

簡單迭代格式:

高斯-塞德爾迭代格式:

(2)因為方程組的係數矩陣為主對角線佔優陣,即滿足

由定理5 可知上述兩個迭代格式均收斂

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