数值分析期末试题

发布 2021-04-20 05:58:28 阅读 7255

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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