?10?2???1???,x??3?,则A= ________,x02. 设A?11 1???????3?82???1?? 2= .
?2 x1?5x2?13.对于方程组?, Jacobi迭代法的迭代矩阵是GJ=________.
10x?4x?32?14.设f(x)?x3?x?1,则差商f?0, 1, 2, 3?=__________,f?0, 1, 2, 3,4?=_______. 5.已知A???12?, 则条件数Cond?(A)_________. ??01?6.为使两点的数值求积公式
?1?1f(x)dx?f(x0)?f(x1)具有最高的代数精确度,则其求积
基点应为x0=__________, x1=__________
?y??f(x,y)7.解初始值问题?近似解的梯形公式是yk?1?
y(x)?y0?08.求方程f(x)?0根的弦截法迭代公式是 9. 计算积分
?10.5xdx,取4位有效数字,用梯形公式计算求得的近似值是 , 用辛
卜生公式计算的结果是
10.任一非奇异矩阵A的条件数Cond(A)= ,其Cond(A)一定大于等于
二、综合题(每题10分,共60分)
1 证明方程1?x?sinx在区间[0,1]有且只有一个根,若利用二分法求其误差不超过
1?10?4近似解,问要迭代多少次? 22 已知常微分方程的初值问题:
?dyx??,1?x?1.2, ?dxy?y(1)?2?试用改进的Euler方法计算y(1.2)的近似值,取步长h?0.2.
?335??x1??10???????T3 用矩阵的LDL分解法解方程组 ?359?x2??16?.
???5917??x??30????3???4 用最小二乘法求一个形如y?1的经验公式,使它与下列数据拟合. a?bx x y ?x?0.4y?0.4z?1?5 设方程组?0.4x?y?0.8z?2,试考察解此方程组的雅可比迭代法及高斯-赛德尔迭代
?0.4x?0.8y?z?3?法的收敛性。
?4?11???6 按幂法求矩阵A??13?2的按模最大特征值的近似值,取初始向量????1?23??x(0)?(1,0,0)T,迭代两步求得近似值?(2)即可.
三、证明题(10分) 已知求的迭代公式为:
证明:对一切k?1,2,L, xk?a, 且序列xk是单调递减的,从而迭代过程收敛.
参考答案
一、填空题
1.6, 7; 2. 9, 11; 3 . ?7. yk??02.5?11?; 4. 1, 0; 5. 9; 6. , ; ?33?2.50?h[f(xk,yk)?f(xk?1,yk?1)]; 2f(xk)(xk?xk?1) ; 9. , ; 10. A?1A, 1
f(xk)?f(xk?1)8. xk?1?xk?二、综合题
1 解 令f(x)?1?x?sinx,则f(0)?1?0,f(1)??sin1?0,且f?(x)??1?cosx?0 故1?x?sinx在区间[0,1]内仅有一个根x. 利用二分法求它的误差不超过解此不等式可得 k?*111?10?4的近似解,则 |xk?1?x*|?k?1??10?4 2224ln10?13.2877 ln2所以迭代14次即可.
2、解:
k1?f(x0,y0)?0.5,k2?f(x1,y0?hk1)?0.571429,hy1?y0?(k1?k2)?2?0.1?(0.5?0.571429)?2.1071429
2
?335??1???3 解 设?359??l211??5917??l???31l32利用矩阵乘法可求得
??d1?????1???d2??1l21l31????l321? ??d3??1????d1?3,d2?2,d3?25,l21?1, l31?,l32?2 33???1??y1??10???y???16? 得y?10,解方程组 ?111???2??????5???y3???30???321??y2?6,y3?4, 35?????113??x??d1?1??10????1??????1d再解方程组 ?12??x2???2??6? 得x1?1,x2??1,x3?2.
?????d3?1??4?x1???3????????3?????4 解 令Y?1,则Y?a?bx容易得出正规方程组 y?59??a??16.971????????,解得 a??2.0535,b?3.0265. 917.8b35.3902??????故所求经验公式为 y? 5 解
1.
?2.0535?3.0265x0.40.43(1)由于fJ(?)?0.4?0.8???0.96??0.256
0.40.8?fJ(?1)??1?0.98?0.256?0,fJ(?2)??8?1.96?0.256?0
所以fJ(?)?0在(?2,?1)内有根?i且|?i|?1,故利用雅可比迭代法不收敛.
??(2)由于fG(?)?0.4?0.4?0.40.8??(?2?0.832??0.128)
0.4?0.8??所以?(G)?0.832,故利用高斯-赛德尔迭代法收敛. 6 解 因为x(0)?[1,0,0]T,故Px(0)P??1,
T(1)且y(1)?Ax(0)??4,?1,1?,?从而得
?max(y(1))?4.
?(2)11Tx(1)?y(1)/Py(1)P?[1,?,]?449?max(y(2))?.
2,
999y(2)?Ax(1)?[,?,]T244,
三、证明题 证明: 由于 xk?1?1a(xk?)?a,k?0,1,2,L 2xkxk?11a1?(1?2)?(1?1)?1 xk2xk2所以 xk?1?xk,即序列{xk}是单调递减有下界,从而迭代过程收敛.
故对一切k,xk?a,又
模 拟 试 卷(三)
一、填空题(每小题3分,共30分)
1.设a?2.40315是真值x?2.40194的近似值,则a有 位有效位数,相对误差限
为 ;
2. 若用二分法求方程f(x)?0在区间[1,2]内的根,要求精确到第3位小数,则需要对
分 次。
3.有n个节点的高斯求积公式的代数精度为 次.
24.设?(x)?x?a(x?5),要使迭代格式xk?1??(xk)局部收敛到x?5,则a的取值
*范围是
5.设线性方程组Ax=b有唯一解,在不考虑系数矩阵扰动的情况下,若方程组右端项的
扰动相对误差
δbδx? ,就一定能保证解的相对误差??; bx