計算方法 C 例題

2022-09-08 11:24:05 字數 1366 閱讀 2549

1(6分)、已知:,將它按「四捨五入」的方法轉化為浮點數系中的數,則 ;

2(6分)、設,已知則 -2 ,其中為已知實數;

3(6分)、設問:

是否範數? 否 (填「是」或「否」),又是否範數? 是 ;

這是因為:第乙個,取非零向量有,不符合範數定義;

第二個,取,則非奇異,顯然,,由教材p.31,例2.11可知是範數。

4(8分)、矩陣的範數9 , 5 ,及-範數意義下的條件數9 ;

進一步的例子:

可知;5(8分)、對於給定資料點:

求相應的最小二乘近似函式的法方程是,近似函式= ;

6(10分)、將以下矩陣分解為形式,其中是單位下三角矩陣,為上三角矩陣,計算其行列式,並解方程組

解:7(10分)、線性方程組,採用和迭代求解,是否收斂?為什麼?其中

,寫出乙個收斂的迭代計算式,並取,迭代一步計算;

解:對稱正定,不正定,所以迭代不收斂,迭代收斂;

8(10分)、已知的函式值表

求積分的盡可能精確的近似值;

解:romberg方法 ( 實際函式)

此處指以(原始)梯形法計算

(以下均按:步長對分的變步長積分計算,見教材p.86公式(4.15) ),為將區間等分為2等份的復化梯形法計算得的結果:

為將區間等分為4等份的復化梯形法計算得的結果:

而及則按romberg方法:計算得到。此處因為僅有這些資料,因此只能計算到.

9(12分)、已知函式及導數的值:

請給出滿足此插值條件的不超過4次的插值多項式及其餘項表示式;

解:注意:由於已知,所以必須先將已知函式、導函式的值反映到差商表中,然後再按通常方法計算其他差商。

10(12分)、設在區間上充分可導,試匯出以下求積公式的係數,使之具有盡可能高的代數精度,並給出公式的誤差。

解: ⑴ 待定係數法

再:取左==右,故代數精度:2

誤差: , 代入

⑵ 插值法

誤差:11(12分)、證明方程在區間中方程有唯一解,寫出2個收斂的簡單迭代計算式,並證明它們的收斂性;

參考資料:(略)

解:① newton法

因此,取,newton迭代: 方程在區間中方程的唯一解

② 由取,

這不滿足壓縮映像原理的條件(),故應收縮區間;考慮,取區間,從而有

又由,且

由壓縮映象原理知,任取迭代必收斂於方程在區間中的唯一解。注意到若令函式,由前證明知,即在區間內嚴格單調減,因此在內若有零點必唯一,因而, 在區間中的唯一解,也必是在中的唯一解。

12、已知方程在區間中有解,給出乙個收斂的簡單迭代式,並證明其收斂性;

解:方法① newton法:

方法② :由,取迭代

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