一、填空題(1-7每空2%*10,8-9每空3%*10)1、數值的近似值,若滿足(),則稱有4位有效數字.
2、已知,則範數=5, =(28).
3、解非線性方程的牛頓迭代法在3重根附近是(線性)收斂的。
4、若,則其10階差商10
5、求解常微分方程初值問題的梯形公式為或。
6、若係數矩陣是(嚴格對角佔優)陣,則求解線性方程組的雅可比迭代法和高斯-賽德爾迭代法都收斂。
7、復化拋物線公式的收斂階是(4)。
8、給定矩陣,則其雅可比迭代矩陣為(),高斯-賽德爾迭代矩陣為()。
9、利用romberg序列,近似計算,若,,則=(0).
二、(10分)使用lu分解求解方程
解:lu分解6分,l和u各3分,個別資料錯誤酌情扣分每個解1分
三、(10分)已知正弦函式表:
用newton插值求sin23的近似值,並估計誤差。(注)解:(1)
每個差商1分,共6分
插值2分 其中
注意到誤差 或誤差分析2分
注實際值
(2)每個差商1分,共6分
插值2分 其中
注意到誤差 或誤差分析2分
注實際值
四、(10分)使用牛頓迭代法求解方程在區間上的解,要求精確到小數點後3位。
解:迭代公式迭代公式2分
選擇初始點需要
下面每步迭代2分(基本上僅需四次迭代)共8分(1)取
(2)取
(3)取
五、(12分)找出合適的使求積公式
代數精度盡可能高。並給出此最高代數精確度。
解:令令 =0
令 令
令 令
若原求積公式有4次以上的代數精確度,需要
上述三個方程每個2分
由(1)得 (4)
將代入(2)(3)
得和即和
所以求解得(1分) 所以 (1分) (2分)即由前面的分析求解過程知當時等式左右均相等而時, 而所以
在,和時達到最高代數精確度5。
驗證最高精度2分
六、(10分)找出合適的四次多項式,使得
且,。解:(方法一)因為
所以 (2分)
又為四次多項式,所以為一次多項式,設,(1分)則 (1分)
(1分)
1分) (1分)
解得 (2分)
所以 (1分)
(方法二)設則
每個方程1分
解得 a=0,b=-3,c=8,d=-5,e=1 每個係數1分(方法3)使用基函式
其中求得
每個基函式1分
七、(10分)取h=0.1, 用改進尤拉法求初值問題在x=0.1, 0.2,0.3處的近似值. 計算過程保留4位小數.
解: (2分)
(2分)
(3分)
(3分)
八、(13分)用二次多項式最小二乘擬合如下資料(1)利用正交化方法求這些結點的前三個正交多項式。
(2)利用正交多項式求出最小二乘擬合的二次多項式,並計算出其平方誤差。
解:(1) (1分)
,。 (2分)
,,。 4, 。(2分)
(2)(每個係數2分)
(1分)
平方誤差=
(1分)
注:若使用分數計算
平方誤差=
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