一、 填空题(分)
1)设,则___13___
2)对于方程组,jacobi迭代法的迭代矩阵是。
3)的相对误差约是的相对误差的倍。
4)求方程根的牛顿迭代公式是。
5)设,则差商 1 。
6)设矩阵g的特征值是,则矩阵g的谱半径。
7)已知,则条件数 9
8)为了提高数值计算精度,当正数充分大时,应将改写为。
9)个求积节点的插值型求积公式的代数精确度至少为次。
10)拟合三点,,的水平直线是。
二、 (10分)证明:方程组使用jacobi迭代法求解不收敛性。
证明:jacobi迭代法的迭代矩阵为。
的特征多项式为。
的特征值为,,,故>1,因而迭代法不收敛性。
三、 (10分)定义内积。
试在中寻求对于的最佳平方逼近元素。
解:,,法方程。
解得,。所求的最佳平方逼近元素为。
四、 (10分)给定数据表。
试用三次多项式以最小二乘法拟合所给数据。解:
法方程。的解为,,,
得到三次多项式。
误差平方和为。
五。 (10分) 依据如下函数值表。
建立不超过三次的lagrange插值多项式,用它计算,并在假设下,估计计算误差。
解:先计算插值基函数。
所求lagrange插值多项式为。
从而。据误差公式及假设得误差估计:
六。 (10分) 用矩阵的直接三角分解法解方程组。
解设。由矩阵乘法可求出和。
解下三角方程组。
有,,,再解上三角方程组。
得原方程组的解为。
七。 (10分) 试用simpson公式计算积分。
的近似值, 并估计截断误差。
解:截断误差为。
八。 (10分) 用newton法求方程在区间内的根, 要求。
解:此方程在区间内只有一个根,而且在区间(2,4)内。设。
则。newton法迭代公式为。
取,得。九。 (10分) 给定数表。
求次数不高于5的多项式,使其满足条件。
其中。解:先建立满足条件。
的三次插值多项式。采用newton插值多项式。
再设 ,由。得。解得。
故所求的插值多项式。
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