數值分析第3章習題

2023-01-19 16:39:06 字數 1463 閱讀 2250

第三章數值分析試題整合版(黑色組)

一.填空題(5分/題)

1. 高斯消去法是一種古老的求解線性方程組的方法,它就是通過一系列的初等變換(消元),把線性方程組化為等價的上上三角方程組 ,然後通過回代方法求出原方程組的解。(高斯消去法)

2. a=,當a滿足條件a≠—1且a≠3時,a可作lu分解. (各階順序主子式不為零)

3.係數矩陣為對稱正定的方程組可用平方根法。(平方根法試用範圍)

4. x=,則= 19 , = 12 。 (向量範數的計算)

5. a=,求= 6 , = 7 。(矩陣範數的計算)

6.已知a=,則條件數= 9 。(條件數的計算)

二.計算題(10分/題)

1.用列主元素高斯消去法求解線性方程組

解:列主元高斯消去法過程:

得等價的線性方程組為:

解之得:

2. 設,,

(1)求的doolittle三角分解;

(2)利用的doolittle三角分解式求解

解:利用緊湊格式實現係數矩陣doolittle分解

得,其中

原方程組等價轉化成

由得,由得,3. 利用列主元lu分解法解方程組

解: 對係數矩陣作列主元lu分解得到pa=lu,過程如下

對係數矩陣作列主元lu分解得到pa=lu,其中

解ly=pb,得y=(1,2/3,0)t

解ux=y,得x=(-1/3,1/3,0)t

4. 用改進的平方根法解方程組

解:由ldlt分解演算法得

解ly=b,得y=(6,1,-1)t

解ltx=d-1y,得x=(2,1,-1)t

5.用追趕法解方程

解:a==lu=

6. 設a=,計算a的各種範數。(矩陣範數的求法)

解: =max=6

=max=7

=5.4772

,則特徵值

=5.4650

7.設方程組,其精確解為。如果右端有小的擾動,試估計由此引起的解向量的相對誤差。(b有誤差a無誤差情形的相對誤差估計式)

解: 由題可知,

,則誤差估計:

第三章線性方程組的直接解法知識點

1.消去法的基本思想:通過對方程組作初等變換,把一般形式的線性方程組化為等價的易於求解的三角方程組。

2.高斯消去法:是一種古老的求解線性方程組的方法,它就是通過一系列的初等變換(消元),把線性方程組化為等價的上三角方程組,然後通過回代方法求出原方程組的解。

3.掌握高斯消列主元素消去法。

4.掌握杜利特爾(doolittle)分解和克勞特分解,並求解方程組。

5.會用平方根法求解具有對稱正定矩陣的方程組。

6.會用改進的平方根法求解具有對稱正定矩陣的方程組。

7.會用追趕法求解具有三對角陣的方程組。

8.掌握向量和矩陣的各種範數的求法。

9.掌握b有誤差而a沒誤差情形的相對誤差估計式。

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