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 。