数值分析课程作业

发布 2022-06-25 18:24:28 阅读 7797

4.求方程的两个根,使它至少具有4位有效数字()。

解:,故方程的根应为。

故具有5位有效数字。

具有5位有效数字。

9.序列满足递推关系(n=1,2,…)若(三位有效数字),计算到时误差有多大?这个计算过程稳定吗?解: 又

又 计算到时误差为,这个计算过程不稳定。

11.当n充分大时,怎样求?解设。则

1.给定三个数据点(1,0)(-1,-3)(2,4)求的二次插值多项式。

解:则二次拉格朗日插值多项式为。

4.证明阶均差有下列性质:

1)若,则。

2)若,则。证明:

得证。得证。

5.如果是m次多项式,记,证明的k阶差分是次多项式,并且(为正整数)。

解:函数的展式为。

其中又是次数为的多项式

为阶多项式。

为阶多项式。

依此过程递推,得是次多项式。

是常数当为正整数时,

6.设为互异节点,求证: (2)

证明(2)令。

若插值节点为,则函数的次插值多项式为。

插值余项为。

又 由上题结论可知。

得证。1. 观测物体的直线运动,得出以下数据:

求运动方程。

解:被观测物体的运动距离与运动时间大体为线性函数关系,从而选择线性方程。令。则

则法方程组为

从而解得。故物体运动方程为。

2. 已知实验数据如下:

用最小二乘法求形如的经验公式,并计算均方误差。

解: 若,则。

则。则法方程组为。

从而解得 故。

均方误差为。

3. 在某化学反应中,由实验得分解物浓度与时间关系如下:

用最小二乘法求。

解: 观察所给数据的特点,采用方程。

两边同时取对数,则。

取则。则法方程组为。

从而解得。因此。

1. 确定下列求积公式中的特定参数,使其代数精度尽量高,并指明所构造出的求积公式所具有的代数精度:

解:1)若。

令,则。令,则。

令,则。从而解得。

令,则。故成立。

令,则。故此时,

故具有3次代数精度。

2)若。令,则。

令,则。令,则。

从而解得。令,则。

故成立。令,则。

故此时, 因此,

具有3次代数精度。

3)若。令,则。

令,则。令,则。

从而解得。或。

令,则。故不成立。

因此,原求积公式具有2次代数精度。

4)若。令,则

令,则。令,则。

故有。令,则。

令,则。故此时,因此,具有3次代数精度。

2. 用辛普森公式求积分并估计误差。

解:辛普森公式为。

此时, 从而有。

误差为。3. 分别用梯形公式和辛普森公式计算下列积分:

解: 复化梯形公式为

复化辛普森公式为。

复化梯形公式为。

复化辛普森公式为。

10. 推导下列三种矩形求积公式:

证明: 两边同时在上积分,得。

即。两边同时在上积分,得。

即。两边同时在上积分,得。即。

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