matlab第六次作业

发布 2023-05-19 19:09:28 阅读 1709

尹康。数值积分部分:

1. 判断题。

1)如果函数在有限的区间上连续,则它的riemann定积分一定存在; ×

2) 积分的计算总是好条件的问题。

3) 代数精度是衡量算法稳定性的重要指标。

4) 梯形方法与两个节点的gauss型方法相比会更加精确。

2. 确定如下两个数值积分公式中的参数,使它有尽可能高的代数精度。

(a) b)

解:a) ∵n=2,∴其最大代数精度m=2×n+1=5

即上式对不高于5次的多项式都精确成立。

分别令f(x)=1,f(x)=x,f(x)= 得。解得。

b) ∵n=2,∴其最大代数精度m=2×n+1=5

即上式对不高于5次的多项式都精确成立。

分别令f(x)=x,f(x)=

得。解得=(1-)/5

3. 取n=8,16,32,分别用梯形公式和simpson公式计算如下的积分:

ab)上述积分的值舍入到六位分别为: (a) -0.24974, (b) 1.38629

解:h=(b-a)/n

梯形公式:h

simpson公式:

matlab编程:

函数simpson:

function y=simpson(f,a,b,n)

h=(b-a)/n;

x=linspace(a,b,2*n+1);

y=f(x);

y=h/6*(f(a)+f(b)+2*sum(y(3:2:2*n-1))+4*sum(y(2:2:2*n)))

end函数ladder:

function y=ladder(f,a,b,n)

x=linspace(a,b,n);

y=f(x);

y=trapz(x,y);

end主程序:

clcf=inline('x.*log(x)')

g=inline('1./x');

n=[8,16,32];

syms x;

f0=eval(int(x*log(x),0.01,1));

g0=eval(int(1/x,1,4));

for i=1:3

f1=ladder(f,0.01,1,n(i))

f2=simpson(f,0.01,1,n(i))

g1=ladder(g,1,4,n(i))

g2=simpson(g,1,4,n(i))

end计算结果为:

以上结果说明,就本例而言,simpson公式的精度是高于梯形公式的。

4. 证明数值积分公式。

的代数精度为5。

解:令f(x)=

上式左端=2=右端。

令f(x)=x

上式左端=0=右端。

令f(x)=

上式左端=2/3=右端。

令f(x)=

上式左端=0=右端。

令f(x)=

上式左端=2/5=右端。

令f(x)=

上式左端=0=右端。

令f(x)=

上式左端=2/7右端=10/9×=6/25,等式不成立。

故上述数值积分公式的代数精度为5

得证。常微分方程初值部分:

1. 判断题。

1) 常微分方程初值问题的解,当右端函数可导时一定是存在唯一的。

2) 一个算法局部截断误差的阶就等于它全局误差的阶。

3) 算法的阶越高,由它得到的数值计算结果就越精确。

4) 显示方法的突出优点是收敛速度快,收敛阶高。

5) 一个好的算法,或者稳定性好,或者收敛阶高。

6) 隐式方法的优点是计算稳定性好,缺点是每步计算的代价高。

2. 有euler方法求解方程如果取

证明如果将初值改为试给出euler迭代解的表达式。

分析与的差说明了什么问题。

解:1) 据显式欧拉公式: =

1+10h)

故得证。2)由(1)易得: =

上式说明,利用显式欧拉公式求常微分方程的数值解时,如果给初值点一个扰动扰动,且产生的相对误差均与初值点的相同。

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