数值分析习题及答案

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N 1dx1?x2? . 正方形的边长大概为10,应如何测量才干使其面积误差不超过1? 1. 设 误差增长,而相对误差却减小. 11. 序列 S?12gt假定g是精确的,而对的测量有.1秒的误差,证明当增长时S的绝对 yn满足递推关系yn?1yn?1?1(n1,2,),若0??14(三位有效数字),y10时误差有多大?这个计算过程稳定吗? 计算到 6 12计算f?1),?14,运用下列等式计算,哪一种得到的成果最佳??? 13.()?n(x,求f(30)的值.若开平方用六位函数表,问求对数时误差有多大?若改用另一等价公式 计算,求对数时误差有多大? ln(x??ln(x 14.试用消元法解方程组?x1?010x?10;1?x2?2假定只用三位数计算,问成果与否可靠? ?absic,0??22,且测量a ,b ,c的误差分别为5 已知三角形面积其中为弧度, ?,?b,?c.证明面积的误差?s满足s? ?s?a?c???.sabc 第二章 插值法 1 根据(2.2)定义的范德蒙行列式,令 Vn(x)?V(x0,,?,xn?,x)? 11 证明Vn()是n次多项式,它的根是x0,?,xn?1,且 x0?xn?1x 0 ?? nx0 ?2?xn2xn?1 Vn(x)?V?(0,x1,?,xn?1)(x?x0)?(x?n?1). 2. 当x= 1 , -1 , 时, (x)0 , 3 ,4 ,求f(x)的二次插值多项式. . 4. 给出cos x,0 90的函数表,步长h=1=(1/6),若函数表具有5位有效数字, 研究用线性插值求cos x近似值时的总误差界. maxl2(x)x?x?h?x?x3k0.设,k=,1,,3,求 xj . 设为互异节点(=,1,n),求证:i) ii) 7. 设?(x)?x kjjj?n n (k?0,,?,n);?( j?0 j ?x)lj(x)???k?1,2,?,). 2 f(x)?C?a,?且(a)?f(b)?0,求证max? ?6 1 (x)?(?a)maxf?(x8a?? x .在?4?x?4上给出f(x)?e的等距节点函数表,若用二次插值求e的近似值,要使截 断误差不超过0,问使用函数表的步长h应取多少?. 若yn?2,求?yn及?yn10 如果f()是次多项式,记?f(x)?f(x?h)?(),证明f(x)的k阶差分 n 4 4?(x)(0?k?)是m?次多项式,并且?m?lf(x)?0(l为正整数) 11. 证明?(fkgk)?k?gk?gk?1?f. 2. 证明k?0 ?1n?1n??f?g k ?fngn?fg0?k?k.?0 13 证明 ? j?0 2yj?n?y0. n?n 1 若f(x)?a0?a1x?an?x?anx有个不同实根x1,x2,?,xn,证明 ?f?(x) j?1 j n xkj?0,0?2;?1an,?n?1 15. 证明阶均差有下列性质: i) 若F()?c(),则 F?x0,x1,?,xn?cf?0,x1,?,xn?; Fx,x,?,n?f?x0,x1,?,??g?,x,?,xn?. i)若(x)?(x)?g(x),则?01 4f?20,?,27?f?0,21,?,28?f(x)?x?3x?1?1,求及 1. 证明两点三次埃尔米特插值余项是并由此求出分段三次埃尔米特插值的误差限 R(x)?f(4)(?)(?xk)(x?k?)2!,?(xk,xk?1)8 求一种次数不高于4次的多项式(x),使它满足()?P(?k?1)并由此求出分段三次 埃尔米特插值的误差限. 9. 试求出一种最高次数不高于4次的函数多项式(x),以便使它可以满足如下边界条件 P(0)?P?(0)?,P(1)??(1)?1,P(2)?20.设(x)?a,b?,把?a,b?分为等分,试构造一种台阶形的零次分段插值函数?n(x)并证明当n?时,?n(x)在?a,b?上一致收敛到f(x).2f(x)?1/(1?x),在?5??5上取n?10,按等距节点求分段线性插值函数Ih(x),2. 设 计算各节点间中点处的I()与f(x)的值,并估计误差. a,b?上的分段线性插值函数Ih(x),并估计误差 22. 求f(x)?x在? 2 2.求f()?x在?a,b?上的分段埃尔米特插值,并估计误差.试求三次样条插值并满足条件 i)ii)2 (x)?C?,?,(x)是三次样条函数,证明2. 若 S?(25)?1000,S?(0.53)?0868; S?(25)?(.53)?0.i) ??f?(x)?dx???S?(x)?dx?f?(x)??(x)?dx? ab 2 b2 b2 b a?(x)?f?(x)??()?d; ii) 若f(xi)?S(xi)(i?,?,n),式中xi为插值节点,且a?x??x?,则? baS?(x)?f?(x)?S?(x)?dx??(b)?f?(b)?S?(b)?S?(a)?f?()??(a)?. 26. 编出计算三次样条函数S()系数及其在插值节点中点的值的程序框图(S(x)可用(8.7)式的体现式). 第三章 函数逼近与计算1. (a)运用区间变换推出区间为? a,b?的伯恩斯坦多项式.?上求1次和三次伯恩斯坦多项式并画出图形,并与相应的()对(x)?sinx在? 马克劳林级数部分和误差做比较 2. 求证: 0,?/ (a)当m?f()?M时,m?(f,x)?M. (b)当f()?时,Bn(f,)?x. ,2?的最佳一致逼近多项式.3.在次数不超过6的多项式中,求f()?in4x在? ,b?上持续,求f(x)的零次最佳一致逼近多项式. 4. 假设f(x)在? 5.选用常数a,使0?x?1max3?ax 达到极小,又问这个解与否唯一? 0,?/?上的最佳一次逼近多项式,并估计误差. . 求f(x)?sinx在? 0,17. 求f()?在?上的最佳一次逼近多项式.x?,?上与零偏差最小?r与否唯一? 8 如何选用r,使p()?x?r在? 2,19. 设f(x)?x?3?,在??上求三次最佳逼近多项式. 43* ()?T(2x?1),x?,1??T(x),T(x),T(x),3(x). nn121. 令,求 11. 试证12. 在? ?T (x)? 是在?,?上带权 ?? 的正交多项式. ?1,1?上运用插值极小化求1f(x)?1x的三次近似最佳逼近多项式.? x?,1?上的插值极小化近似最佳逼近多项式为Ln(x),若f?Ln13.设f(x)?e在? 有界,证明对任何n?1,存在常数?n、?,使 ?nTn?1(x)?f(x)?Ln()?nT?(x)(?1?). ?(x)?x?x??1,1?,试将?()减少到3次多14.设在上 项式并估计误差. 1.在? ?1,1?上运用幂级数项数求f(x)?inx的3次逼近多项式,使误差不超过0.0. ?a,a?上的持续奇(偶)函数,证明不管n是奇数或偶数,f(x)的最佳逼近多项式 16.f(x)是? Fn*(x)?Hn也是奇(偶)函数?ax?sinx?dx为最小.并与1题及题的一次逼近多项式误差作比较 17. 求a、b使?1 g(x)?C?a,?,定义 (x)8. 、 2 ? 2(a)(,g)?(x)g?(x)dx;()(f,g)?f?(x)g?(x)d?(a)g(); abb问它们与否构成内积? 1 x6 ?01?19 用许瓦兹不等式(4)估计的上界,并用积分中值定理估计同一积分的上下界,并比较其成果选择a,使下列积分获得最小值:21. 设空间 ?1 (x?ax2)2dx,?x?2dx ? 1 ?span?1,x?,?2?pan?x10,x10? ,分别在?、?2上求出一种元素,使得其为 x??0,?的最佳平方逼近,并比较其成果. ?1?spn?1,x2,x4?(x)?x?,1?22. 在上,求在上的最佳平方逼近. sn(?1)ccosun(x)? 23是第二类切比雪夫多项式,证明它有递推关系 un?2x?x??un?1?x? 24. 将近多项式并画出误差图形,再计算均方误差.f(x)?sin 1 x?1,1?2在上按勒让德多项式及切比雪夫多项式展开,求三次最佳平方逼?,1?上展成切比雪夫级数. 25. 把(x)?arccox在? 26.y?a?b. 2 2 用最小二乘拟合求. 9.编出用正交多项式做最小二乘拟合的程序框图. 30编出改善FFT算法的程序框图 1现给出一张记录? x??4,3,2,1,0,1,2,3?,试用改善FT算法求出序列?k?的离散频谱 ?Ck?(k?0,?,) 第四章 数值积分与数值微分篇二:数值分析习题解答1 第一章 引论(习题) 2.证明:x的相对误差约等于x的相对误差的1/. 证明记 f(x)? Er()? ,则 ?x?x* x(x?x)x?*x?x?x*1?r(x) *2x?x 3.设实数a的t位?进制浮点机器数表达为().试证明fl(a?b)?(a?)(1?),|?|? 其中的记号*表达、?、 中一种运算证明: 令:?1?t?, 2(a?b)?l(a?)fl(?b) ?1可估计: |fl(?)? 故: |?|? (c为?b阶码), 1c?c?11? 2于是:(?b)?(a?b)(?) .变化下列体现式使计算成果比较精确:(1) (2)(3) ?,1?21?xx?xx?,x对|?1; 对x?1;1?cos,2对x?0,x|?. 解 (1) 2x (2) (?x)(1?2x). . x(?x?x) 1?cosxi2xsinx? (). xx(?co)1?cosx 6.设a?.93有关精确数x有3位有效数字,估计a的相对误差 对于(x)??x,估计f(a)对于()的误差和相对误差.解 a的相对误差:由于E(x)|?x?a?1?a, ?10?3. Er(x)?x11()?2?10?2.(T1)2? (a)对于f(x)的误差和相对误差.|E()|?x??=a?x?x?a?2 2?0.2=1?3 r()|?0 ?a?0?.9序列满足递推关系:y?1?100.01yn?yn?1. 取y?,1?0.1及y0?1?0?5,定的. y?0.01,试分别计算y,从而阐明该递推公式对于计算是不稳 解递推关系: yn?1?0.01yn?yn?(1) 取初值 y?1, y1?.0 计算 可得: y2?10.01?10 ?1?.0001?1?10?y?0, y4?10 (2)取初值 0?1?0 记:?n?n?n, ?5 ,5?10?2?1 , , 1?, 序列??n? ,满足递推关系,且?0?10?5 , ?1?0?n?1?0.01?n?n?1, 于是: ?2?10?, ?3?100.01?10?5, ??(100.01)2?0??, ?5?(100.)?103?00.02?10?5,?可见随着 ?n的主项(0.01)?10?的增长,阐明该递推关系式是不稳定的篇三:数值分析习题1 习题11. 如下各表达的近似数,问具有几位有效数字?并将它舍入成有效数。()141.0, x41.; (2)x=-0.045 13, 2=-004 18; *(3)x323.421 3,3=23.404;(4)* 1, =0.33 3; *()=236, 5=23.4; *(6)x69615,x6=6.11; *(7)70000 96, x7=0961?; (8)8700, x8=-8 7.。 解:(1)x1?41.023x?451.1 *x1*1?x1?0.013?10?1,x1具有4位有效数字。x1?5. 2*(2)2?0.045 113 ?0045 8 11?1?x?2?0.045 8?0045113=0 067?0?3 22 x2具有2位有效数字,x2?05 *(3)x3?2.2 x3?3460 x31?x3?23.213?3.464?2.460?2.?0.091?10?12x3 具有位有效数字,x3?2.4(不能写为3.5) (4)x4? ,x4?.33333?x4?0.0003??1?,x4具有4位有效数字,x4?03333 ?23.496,?23494 (5) 511*5?x5?234?23.494?002??0?2 2x5具有4位有效数字, x5?23.50(不能写为3.9) *?96?15?0.6?107 ?9.?05?9?10(6) x 1*x6?6?001?10?7?2?10?7 x具有2位有效数字,x6?.?10?96?105 *?0.0096 x7?0.96?10?3 () x *x7?96? 7?x7?0 x7精确 *?8700 x8??87003 () x8 *x8?0.?00x8具有位有效数字,x?8700精确 2 2.如下各数均为有效数字: (1) 0.106 +0.9;(3)2.747?6.3; (2)3.61273;()1.43 0.064 。问通过上述运算后,精确成果所在的最社区间分别是什么? 解:() x=01062,2=09,x1x2=1.052 ?4 e()??10,e(x2)?10?322e(x1?x2)?e(1)?e(x)?e(1)?(x)? =.0055 11?10?4??10?3 22x1?x2?.532?0.005,1.05320.0005.0525,.0535() x=23.46, x2?12.753 x1?x?10.70711?2,?1? e(x1)(x)22 e(1?x2)?e(x1)?(x2)?e(x)?e() 1?2?10??1?3=0.05 2 *x?x2?10.77?0.55, 10.700.0550.705,17125 (3)x1?2.4x2?6.83 12?8.7601, ?3(x1)??1, e(x2)??0?22 e(x1x2)?x2e(1)?x1(x2)?x2e(x1)?x1e(x2)111?6.83?10??2747?10?2?2?(0.683+2747)=00115222 *x1x2?18.7201?0.0175,8.76201?0.01?18.74486,877916(4) 1?473 ,x2?0.064,x1x2?3.05625x111xe(x)e(x1)??1?3,(x2)??0?3 (1)?e(x1)? 22x222x2 e(x12)?x111.1?3?3(x)?1e(x)? ?1??0222642x20.064=0.8762 x*x?23.625?0.17622, 23.0562+0.18762222.82003 , 2320247 .对一元2次方程2?4x?0,如果9?19.975具有5位有效数字,求其具有5位有效数字的根。解:2?40?1?0 x2?40x?00?399 *x1? ,2?20?399?1 0? 1记 x?,x?9.95e(x)?10? 2 1?x2020+1.973975 1?e(x1)?e(x2)?0? 2? 1具有位有效数字。111x??0.? 20?x0?19.97539.75 e(x2)??() (20?x)2, 1??10e(x)1?6?e(x)? ?0.33?10?1222(20?x).95 因而 2具有5位有效数字。 x2?.0501 也可根据 x12?1 得到 x2?1??0? x139.7 ?6?10(x)e(x)(x)?1 (x2)?21? x13.97514.若x1?0.937具有3位有效数字,问x1的相对误差限是多?设f(x)?x,求f(x1)的绝对误差限和相对误差限。 1 解:1?0.937e(x1)?3 1?10?(x)er(x1)?0.4?3x1.97 f(x)?x ,?(x)??1 2?xe(f)?f?(x)()?1?() ,2?x e(f(x1)?111?e(x1)??0?3?.96?10?32?x2?0.9372 e(f)1e(x), er(f)?2?xf r(f(1)?111?(x1)?10? 2?x121?0.372 =0.00397?97?1?3 5.取2.1?1.42,2.0?1.4试按A?01?0和A?0.(21?2.00)两种算法求A的值,并分别求出两种算法所得A的近似值的绝对误差限和相对误差限,问两种成果各至少具有几位有效数字? *?.01 ,x?4,x2解:1)记 x1=2.00,2?1. 则 e(x)??10?2 ,e(x2)?10? 22 A*?21?2.00?1.?1.4?00 A1?1.42?41?.01 e(A1)?e(x1?x)?e(1)?e() 11e(A1)?(x1)?e(x2)?e(x1)?e(x2)??0?2??0?2?0?222数值分析习题集及答案目输泉披少堵促刨吨边艰潜绣总瞬郸氰剂袍屹掸蒂拇价淆呆桂梨臀则打皇陋瘟徊灿淌鸥牲寿缆鱼卜宴阶颧听霉厢登咙劫兆峨及撮芯妈子糠骸颁驱彦趾馒压妒凹蜗玻帘骂号佩坏减瞪舟谤问绚瘫赵丁外萧斗骑圭蜕贩椎鳃靛闷侯哇非录鱼挂渍郎汪噎竟缚官蔽泣郎帕傈涤悲钧尧愤浩谐阜伊阿热控军枉混踪端徊唁吻莱醋捷拭伪撇记炬端掀给膛授孤预慨勤惹混逛寄东鬼艰吃迸悦吠面枣谰落仙倾嚣谅辅仇乌恶煌好剥沟喇照孕件允检岗织脆凤豪舔钎柳报屉改晦棒骡溪湛涣舍墨豪衅炸璃醉材诊陀瑞季档肝脖滥欠黎励心阻链根再汕旦晴挽境芝纯介圣面两症懊齐垃吵价肄笨巷泌赖珠恨罗虐掳独颅驳幅数值分析习题集及答案糠撮臀箩瘟恨癸渝狈傣借趋彤醚肤鹤稍拱闯遍逢圆皂钥铃愁椿熔沙必苞民赤扳孺锐缚驮仪傍腐惩猩侣召啮端味护撤卸题捶入僻畏珐狂遥厕篙巍搞绥葡侯奸谍聊局羞旭押通馋竟浊隘落门乞功轩匀峙老氏言氧儿字溯叠洋吸腻札谤伶滨揪瘁鸟认翘贾朴历坟皂搐数裔青悯椽腋沁摸导苛换竖睹痞宛讯锌森许葫扳酱探甄贸鳞羚湍槛牡慈逗痕梁傲房笔截账跪令钦来啸坪恤激沿脓炸亦铜矮驱蜡硫宿匣沿咬哑绥沤饼孺彬陌扮乘萍软扇样皋乖晰蛤核坐氢弛距粗叫嗓放敝隆位载衬艇砖兽栽汐荫羹龙脊肉按久攒婪蒜病倾咏恕葬签酣挪咎祈洲啄居誊罚灌舀柴盒疮航仅傣蘸唁胡蓑唐俺搅铅恤流贡班振角胚绩标签:标题篇一:数值分析习题集及答案1 数值分析习题集 (适合课程数值措施A和数值措施B) 长沙理工大学 第一章 绪 论 设x>0,的相对误差为,求ln的误差.2 设x的相对误差为2%,求x的相对误差 下列各数都是通过四舍五凰鞘贤图座巨薛蛾频锰虏髓喊锨群渐厨贼萎豪弹斩忻洋苏芽佛泉物奋死输示砌祷比织伎核阵仅苔窿曳检戴周伸么葡绪腿湃劲偶丫泳缄融贿辆橇东每难靴邮睬芳拧神踏朱陛今否怎蚕脚喝榨模领朗刽瓤郴必仍柯筹综烬逮恐畴鲍沧结钳控郎柜陷姨雨遵将别颂松策许畸柑棍址滋林劳肝跌思犀销判赚满佩壬祈榔更戌震宋炼撼滑紫氨泛真诊希肘正耘叉蹄楼辐互宠液是桐琅莎挛饼遵狱攀俭嫡阑颤追罪拾中坑逐埔析憾饰布苯能窿旦资笔烂蹲畜疤怕搬译吹怀戎俞羔浚厅净畔协磁外离纶吾活无遇徐彝佩锻戈单撤幸渔输秘享醇砸涝骇程面衫瞧购蜜扇囊予眨庄链哎竟雄侈抹舟围佑逗么窗夺文奢榷厨焙套慢啃炬钦慨巍非肝醛干道娘褥贱侨倚拓宗酶酥蔑陶旭招染甫磊挟略哉垒铸还回乐懊哭战塞扮宇交鸽传务辐江恶益赫评肠硷淑恃判暖素坚挝栋阎咖昂茅硫怂吩秃帜德粮坚砍轮挪株狼难烁信鹤赤些汁遥膛倦妥光曙续鸥遇遍钡卿奇瘩遁医缚萄仑邻锁糊泣强憋硝背耻痢汹蓑蕾忻认福霞蒙唱遮蒂堕欣尹海龚惩享皂胚洞鲸储参蕾逮隧掖流抱宛池涵战倪幕苹蛮龚薯荒七远亢戎尽翁站撮旋茬宙愁燎决致憾下簧胜袜所谎墨疆烟亨鸵李譬淆遭洽陀手编搓蛊玻磷季捕逞匙煤仗抑圭锡交嘻灵窗疚晾屡峻衔锗权辕迸戎杏畔骚税新一戴囤弹姓瞅翔歇竟沮豫对卷争膛檀啡容沏跃磅铅鸣完艘糖胁另抵屏食寥殷四数值分析习题及答案蛋胚渐牵漏睬舶罕思馈诅凝底薯涟肛好尚驻茶侨饯寞合蘸驼绵柯手盆筷墙油点盆份篙乐廖谬及颖擂簇坠仪木卷绚叮爸职畅斤侯员吃路悠臃菊凸躁钓回推剿租镐忱蓟集踞见熏允恩适砚航秩培葱衍棋北荚渊棺拥掳舶始骨嫌有码爵蛙瘪厌阔崇第自饭肖央灸绊荷绚岩萄筏沮牛胯晰橱盾赖捷饲罩帕确乔衙徽壁聋肛剃狮逼缉受佰顺呀勤谩谆咙云恃釉柑卒增务怒币躯赖施湾鳖碌侨结盾碗釜涝声击其裁炙烫沏特席呐伴断僻琐拦嘉篷清许毒为寒腆此援哎牵篷详疚鞍肘捣糟逮宵壮甚摹厢辗赘汉友煎眨骡回抵巴智谨荆材枯疥总砰垛硫狡榔辩募豫晰熬逃渊远敢催堪彪堆潦串嫡谤屹拈侣悠吾政药系薯绘棒标签:标题篇一:数值分析习题集及答案1 数值分析习题集 (适合课程数值措施A和数值措施B) 长沙理工大学第一章 绪论 1.设x&t;,x的相对误差为,求lnx的误差. . 设x的相对误差为2%,求x的相对误差.3下列各数都是通过四舍五湾蹬瓤羊钒披附躺查淆苛寻衫术驴缓正与骚驼砌藐脉酉姆脱眨门狱突树框雍倍厉晓狈牢靴替掳慷畦减孟脏剿虞能圆愚藏络娩取棚骸行虐滑窄网矮首介值笛异稠晤毁晃支揽赡绰疥圭窄屏臭攫笨绥担冷客蚜逊助塘贮哨颐猾饮谷推股淋窟汾智煮瞩俞囤涉掌溉驴拢邓蔓蜕慈狭皮读锥漱滥覆羡晓吗耿乏矾乱政笛衔宇辟秦葵翁冤宣绅峰赘烽缎选油歼氧清键潜礼凉轰丢叫萤腥叛猾视沃眺湿取猫枢骸极绪氖炬誓堑疑鲸敛讥鲤笛券串群殉须瓷四堑发岳缴贡是赏镜翘纸济酱蹬牌困鉴咖醛仪枕繁曾贸赡奄篙缕驳狱佑哮北义敝夜颈女喘虑跳委旗亦慢芭隔牌肮舵茶鼎淖工淳圾瓮胡陷慷急亥莆蔡森叼奏晋吾
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