2007-2008第一学期数值计算方法A卷标准答案(共6页)_第1页
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文档简介

1、精选优质文档-倾情为你奉上一. 填空题(每空2分,共34分)1. 设 是真值 的近似值,则 有    3  位有效数字。2.求方程根的牛顿迭代格式是。3 迭代法收敛于,此迭代格式是阶收敛的。4. 设,则 。5. 形如 的插值型求积公式, 其代数精度至少可达次,至多可达次。6. 向量 ,, 矩阵 ,则 _36_,Cond。7对矩阵A作如下的LU分解: ,则 ,8. 设 ,要使,与应满足 。9. 解初值问题的公式 是几步几阶方法? 二步二阶。10. 设为互异节点,为对应的5次Lagrange插值基函数,则=11. 已知 是三次样条函数,则

2、 ,。12. 按最小二乘法拟合三点的直线是。二. (12分)设函数在区间上具有四阶连续导数,试求满足下列插值条件的一个次数不超过3的插值多项式,并写出其余项 的表达式0121294解: (5分) (8分) (10分)令,作辅助函数则在上也具有4阶连续导数且至少有4个零点:反复利用罗尔定理可得:,所以 (12分)三(12分) 求积公式 又知其误差余项为 试确定系数,使该求积公式有尽可能高的代数精度,指出其代数精确度的次数并确定误差式中的 值。解:将分别代入公式得: (6分)当时,左边等于,右边等于,所以求积公式最高代数精度为2。 (9分)将代入有误差项中的积分式中 (12分)四(12分)分别用雅

3、可比迭代法和高斯-赛德尔迭代法求解方程组 写出迭代格式,并判断收敛性。若将原方程组变为 再用上述两种迭代法求解是否收敛?说明原因。解: 雅可比迭代格式为 发散 (4分) 高斯-赛德尔迭代格式为 发散 (8分)方程组变为形式后 方程均严格对角占优,则收敛。 (12分)五. (16分)1.(8分) 用Gauss列主元消去法解方程组:解: (3分) (6分) (8分)2(8分)取步长,求解初值问题 用改进的欧拉法求的值;用经典的四阶龙格库塔法求的值。解:改进的欧拉法:(2 分) 所以;(4分)经典的四阶龙格库塔法:(6分) ,所以。 (8分)六.(下列2题任选一题,8分) 1设,试建立计算 的牛顿迭代公式,并分析其收敛性。2推导求解常微分方程初值问题 形式为 的公式,使其精度尽量高,并指出方法的阶数。(其中)解:1. 1. 解:问题转换为求解的正根。牛顿迭代公式为 (2分)下面证明对任何初值迭代过程收敛。 根据定理2.8, 对于任何,迭代公式收敛。(5分)当时,由f的单调性知 对任何初值迭代过程收敛。 (8分)2. 局部截断误差= (4分)令,得,计算公式为,i=0,1,2, (6分)局部截断误差为,

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