吉林大学 研究生 数值计算方法期末考试 样卷
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1.已知
ln(2.0)=0.6931;ln(2.2)=0.7885,ln(2.3)=0 .8329,试用线性插值和抛物插值计算.ln2.1的值并估计误差
2.已知x=0,2,3,5对应的函数值分别为y=1,3,2,5.试求三次多项式的插值
3. 分别求满足习题1和习题2 中插值条件的Newton插值
(1)
(2)
3()1(2)(2)(3)
310
N x x x x x x x =+--+--4.
给出函数f(x)的数表如下,求四次Newton 插值多项式,并由此计算f(0.596)的值
解:
5.已知函数y=sinx的数表如下,分别用前插和后插公式计算sin0.57891的值
6.求最小二乘拟合一次、二次和三次多项式,拟合如下数据并画出数据点以及拟合函数的图形。
(a)
(b)
7.试分别确定用复化梯形、辛浦生和中矩形
求积公式计算积分2
014dx x +⎰所需的步长h ,
使得精度达到5
10
-。
8.求A 、B 使求积公式
⎰-+-++-≈1
1)]
21
()21([)]1()1([)(f f B f f A dx x f 的
代数精度尽量高,并求其代数精度;利用此公式求⎰
=2
1
1dx
x I (保留四位小数)。
9.已知
分别用拉格朗日插值法和牛顿插值法求
)
(x f 的三次插值多项式)(3
x P ,并求)2(f 的近
似值(保留四位小数)。 10.已知
求)(x f 的二次拟合曲线)(2
x p ,并求)0(f 的近似值。
11.已知x sin 区间[0.4,0.8]的函数表
如用二次插值求63891.0sin 的近似值,如何选择节点才能使误差最小?并求该近似值。
12. 利用矩阵的LU 分解法解方程组
⎪⎩⎪
⎨⎧=++=++=++20
53182521432321321321x x x x x x x x x 。
13.已知下列实验数据
试按最小二乘原理求一次多项式拟合以上数据。 14. 取节点1
,5.0,0210
===x x x
,求函数x
x f -=e )(在区间
[0,1]上的二次插值多项式)(2
x P ,并估计误
差。
15. 数值积分公式形如
⎰'+'++=≈1
0)1()0()1()0()()(f D f C Bf Af x S dx x xf 试确定参数D C B A ,,,使公式代数精度尽量
高;(2)设]1,0[)(4
C x f ∈,推导余项公式
⎰-=1
)
()()(x S dx x xf x R ,并估计误差。
16. 已知数值积分公式为: )]
()0([)]()0([2
)(''20
h f f h h f f h
dx x f h
-++≈⎰λ,
试确定积分公式中的参数λ,使其代数精确度尽量高,并指出其代数精确度的次数。 17. 以100,121,144为插值节点,用插值法计算115
的近似值,并利用余项估计误
差。
用Newton 插值方法:差分表: 18用复化Simpson 公式计算积分
()⎰=1
0sin dx x x I 的近似值,要求误差限为
5
105.0-⨯。
19. 取5个等距节点 ,分别用复化梯形公式和复化辛普生公式计算积分
2
201
12+⎰dx x 的近似值(保留4位小
数)。
20.确定求积公式
(
)(
)(1
1158059f x dx f
f f -⎡
⎤≈++⎣⎦
⎰
的代数精度,它是Gauss 公式吗? 21·. 给出x x f ln )(=的数值表用线性插值及
二次插值计算54.0ln 的近似值。
22.给出
900
,cos ≤≤x x 的函数表,步长
)60/1(1='=h ,
若函数具有5位有效数字,研究用线性插值求x cos 近似值时的总误差界。
23. 求一个次数不高于4次的多项式)(x P ,使它满足0)0()0(='=P P ,1)1()1(='=P P ,1)2(=P 。 24.. 给定数据表:5,4,3
,2,1=i ,
求4次牛顿插值多项式,并写出插值余项。 25.如下表给定函数:4,3,2,1,0=i ,
试计算出此列表函数的差分表,并利用牛顿向前插值公式给出它的插值多项式。
26. 用最小二乘法求一个形如2
bx a y +=的经验公式,使它与下列数据相拟合,
并求均方误差。
27.观测物体的曲线运动,得出以下数据:
28. 单原子波函数的形式为bx ae y -=,试按照最小二乘法决定参数a 和b ,已知数据如下:
29. 分别用梯形公式和辛普森公式计算下列积分:
(1)⎰+1024dx x x ;
30. 用矩阵的直接三角分解法求解方程组:
⎪⎪⎪⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛7173530103421101002014321x x x x 。