精选数值计算方法期末试题及答案资料.doc
精品文档精品文档一、选择题(每小题 4分，共20分) 误差根据来源可以分为四类，分别是( 模型误差、 模型误差、 模型误差、 模型误差、1.A.B.C.D.观测误差、 测量误差、 实验误差、 建模误差、方法误差、 方法误差、 方法误差、 截断误差、A )舍入误差； 截断误差； 截断误差； 舍入误差。2.若 f(x) =2x6 3x5x31则其六阶差商f30,31,32,，36】=3.4.Gauss-SeidelA. 0 ；B. 1数值求积公式中的 Simps on公式的代数精度为A. 0 ；B.若线性方程组迭代法C. 2D. 3。(D )1Ax = b的系数矩阵A为严格对角占优矩阵,(B； C. 2；D. 3则解方程组的Jacobi迭代法和A. 都发散；B. 都收敛C. Jacobi迭代法收敛，D. Jacobi迭代法发散，Gauss-Seidel迭代法发散;Gauss-Seidel迭代法收敛。5.对于试验方程yEuler方法的绝对稳定区间为(B.D.-2.785 乞 h 乞 0 ；二、填空题(每空 3分，共18 分)x =(1,-2),A 二1. 已知1 -234丿-，=<5 I AXiA 2 二 152212.已知f (4) =2, f(9) =3，则f (x)的线性插值多项式为Lx) =0.2(x 6),且用线性插值可得f=2.63.要使P 20的近似值的相对误差界小于 0.1%，应至少取4 位有效数字。x1.82.02.22.42.6f (x)3.120144.425696.042418.0301410.46675三、利用下面数据表,2.6I = f(x) dx1.用复化梯形公式计算积分1.8的近似值;解：1.用复化梯形公式计算n =4,h = 取2.6 1.84-0.2T4h2= -(f(a) 2 f(xk)f(b)2k =10.23(f(1.8)2、 f (1.80.2k) f (2.6)2k=1=5.058337四、ISimpson公式计算积分2.用复化（要求计算结果保留到小数点后六位解：用复化辛甫生公式计算2.6f(x) dx1.8 ' '的近似值。(14 分).n=2,h =218 r.4取28hn1S-(f (a)f (xk 2) 2、 f(Xk) f(b)6k =0k =1n10.4書f(18) 4f(20) f(24) 2f(22) f(26)-5.033002已知矩阵12丿，求矩阵A的Doolittle分解。(10 分)11分12分14分解：用紧凑格式法S2h花(f(a) 4' f(Xk2) 2、f(xO f(b)6k =0k An .411分12分14分° f(1.8) 4f (2.0) f (2.4) 2 f (2.2) f (2.6)6= 5.033002121五、1 21a21a11U12 = a2 二 1u22二 a2 _ 121 u12U 13u23 = a23 一 丨21二-7分u135 分耳=3a11132a32 “31 U12u22二 a33 - 131 u13-132 U23 二 71 、214A = LU =2 1-2-7<3 1 b'、 7 丿用Newton迭代法求解方程x3 -3x 110=0在2.0附近的实根（计算结果保留到小数点后第四位）(12 分)解:f (x) = x3 3x 4 =0 , Xo=2.033f (Xk)Xk -3Xk -1 2Xk 1Xk2f (xk)3x2-33x2-32x012 2313x0 -3 3 22 一3179= 1.8889X2 二驾 1 =1.8794 x3 =2x21 =1.87943x-33x2-3故，方程的近似根为 1.897412分11分六、对下面线性方程组(12 分)X 0.4x20.4x3 = 1“ 0.4咅 + x2 + 0.8x3 = 2、0.4咅 + 0.8x2 + x3 = 31.判别用雅可比迭代法是否收敛，若收敛则写岀其迭代格式；2.判别用高斯-塞德尔迭代法是否收敛，若收敛则写岀其迭代格式; 解1.雅可比法：A是对角元素为正的实对称阵，下面判别A禾口 2D - A是否同时正定10.4忖，0.4 厂1"0，A正定1-0.42D -A= -0.411一 0.4 0.8-0.40.8110.40.40.410.8=0.296 >00.40.81分1 0.4 0.41-0.41 =1 0.16 >0,0.41-0.8=0.216 <0-0.410.4 0.811 >0,2D - A不正定.即A和2D - A不同时正定8分故Jacobi法发散.2.高斯-塞德尔法：由1知，A是实对称正定矩阵，所以Gauss-Seidel法收敛.10其迭代格式为七、已知初值问题:,(k+1) x彳g曰)(k 1)x(k 1) x3= 1-0.4x2k) -04x3k)=2-0 4x(k 1)一0 8x3k)=3-0 4x(k 1)一0.8x2k 1)y1 = x y, 0 x _ 0.4y(0) = 1，取步长h =0.1，Euler方法求解上述初值问题的数值解;1. 用（显式的）Euler方法求解上述初值问题的舟2. 用改进的Euler方法求上述初值问题的数值解。(14 分)12分解：1 .建立具体的Euler公式：yn 1 二 yn hf (Xnn)二 y“ 0.1(x y“)= 0你“ 09 已知 y0 = 1 , Xn = 01n , n = 0,1,2,3,4，则有：y1 = 0.1xo 09y0 = 0.9y- 0 1 x109 y<1二 01010909 二 082y3二 0 1x209y2= 0.10209082 二 0758y4二 0 1x309y3= 0.103090758 二 0.7122解：2.建立具体的改进的 Euler公式：yp 二 yn hf(Xn，yn)二 01Xn 09yny yn hf(xn 1，ypp009Xn 091yn 001yn 也=2(yp + yc) = 0095Xn +0 905yn + 0005已知 y0 _ 1， xn 一 01n , n - 0,1,2,3,4 则有：ya =0095x00905y00005 =091y2 二 0095x0905 y1 0005二 0.095 010.905 091 0005 二 0.8380510分12分丫3 二 0095x2 0.905 y20.005二 0.095 0.2 0.905 0.83805 0.005 二 0.78243525 y4 二 0.095x3 0.905y3 0.005= 0.095 0.3 0.905 0.78243525 0.00514分=0.7416039
