西華大學計算方法試題2019 12

2022-09-08 11:24:04 字數 1445 閱讀 4662

西華大學研究生課程考試試題

課程名稱: 計算方法考試型別(考試或考查): 考試

年級: 2012學時: 54 考試時間: 120

專業學生姓名學號

一、(10分)設,假定是準確的,而對的測量有的誤差,問當變化時,的誤差有怎樣的變化規律?

解:所以當增加時的絕對誤差增加,相對誤差減少。

二、(12分)用下列兩種方法求的根,要求誤差不超過,這兩種方法的計算量(迭代次數)是多少?

(1) 在區間內用二分法;

(2) 用迭代公法,取初值。

解:(1)令。因為,,,所以方程在區間內有唯一的根。由公式,得,即迭代14次;

(2)令,當時,,,故迭代在收斂。

此時,迭代6次。

三、(12分)說明不能用三角分解法求解方程組。對方程組進行適當處理,使之能用三角分解法求解,求出它的解。

解:設,因,故方程組不能直接用三角分解法求解,但,可交換第一和第三方程,則可用三角分解法求解。

將方程組改為,則。令,由,。令,原方程組化為,解得,最後得。

四、(10分)設

計算,,及。

解:;的特徵值為,,故;,故

五、(10分)試列出解下列方程組的迭代公式和迭代公式,並考察迭代過程的收斂性。

。解:迭代公式:

迭代公式:

由於方程組的係數矩陣是嚴格對角佔優矩陣,故迭代公式和迭代公式都是收斂的。

六、(10分)利用以下表

選用一次、二次插值計算的近似值,並依餘項公式估計誤差。

解:(1)取,,兩點插值得

誤差為,。

故(2)取,,,二次插值得

誤差為,。

故七、(10分)觀測物體的直線運動,得出以下資料

求運動方程。

解:從資料來看,距離與時間大致是線性關係,設運動方程為,由資料得矛盾方程:

法方程為

解得,,所以運動方程為

。八、(10分)用下列方法計算積分,並比較結果

(1) 復合梯形公式(n=4),

(2) 復合simpson公式(n=2)。

解:(1),設,將4等分,,,則

(2),所以0000。

九、(10分)對於初值問題:

用顯式euler方法求解,步長取什麼範圍的值,才能使計算穩定。若用梯形公式計算,步長有無限制?

解:對於實驗方程步長滿足顯式euler方法才是絕對穩定的。所以對於本問題來說,當時,用顯式euler方法求解,步長取什麼範圍的值,才能使計算穩定,即當時,才能使計算穩定。

由於梯形方法,只要都是穩定的,本問題中,所以若用梯形公式計算,步長無限制。

十、(6分)實際問題中,需要計算標準正態分佈函式在的值,但是身邊沒有正態分佈表,只有乙個計算器可以進行指數運算。請用所學的計算方法知識,給出乙個計算的近似值的方法(只需給出計算公式)。

解:因為,所以,又,用高斯求積公式計算積分就可得到的近似值。

注:此題也可直接用數值積分的方法。

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