中国农业大学2014-2015学期研究生数值分析试题
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中国农业大学数值分析研究生课程重点后面有笔者的笔记!!第1章1、 5个概念(绝对误差、绝对误差限、相对误差、相对误差限,有效数字)及其计算,数值运算的误差估计2、算法稳定性的概念及算法设计的5个原则第2章1、牢记拉格朗日插值公式、牛顿插值公式,掌握余项推导2、了解均差的性质3、会用基函数和承袭性两种方法构造埃尔米特插值问题,并会推导余项4、为何要分段低次插值?会构造分段线性和分段三次埃尔米特插值5、三次样条插值的2种构造思路第3章会利用最小二乘法解决具体问题第4章1、机械求积公式、代数精度的概念理解和计算2、插值型求积公式的定义和判断,插值型求积公式中求积系数有何特点?如何证明?3、求积公式余项的推导4、什么叫牛顿-柯特斯求积公式?总结其优缺点5、牢记梯形公式、辛普森公式及其余项(会推导),牢记柯特斯公式6、复化求积公式的计算7、高斯型求积公式的定义、判断和使用,高斯型求积公式中求积系数有何特点?如何证明?8、总结学过的数值求积公式,说明其关系第5章1、会用高斯消去法、高斯列主元素法、直接三角分解法、(改进)平方根法、追赶法求解线性方程组2、会计算矩阵和向量的常用范数3、线性方程组性态的分析第6章1、三种迭代法(雅可比、高斯-赛德尔、松弛法)的构造及其矩阵形式的推导2、会构造迭代公式求方程组的解,并判断是否收敛第7章1、了解不动点迭代法是否收敛的判断方法2、会判断迭代法收敛的收敛速度(收敛阶)3、会构造不动点迭代公式求方程的根,并指明收敛阶数4、牛顿迭代法公式推导,求单根和重根收敛性的证明5、牛顿迭代法的优缺点及其改进第9章1、牢记欧拉的5个公式及其推导2、会用三种不同方法推导欧拉显式单步公式3、掌握局部截断误差的概念及其应用Welcome To Download !!!欢迎您的下载,资料仅供参考!。
一、单项选择题(每小题3分,共15分) 1、用Simpson 公式求积分1401x dx +⎰的近似值为 ( ).A.2924 B.2429C.65D. 562、已知(1)0.401f =,且用梯形公式计算积分2()f x dx ⎰的近似值10.864T =,若将区间[0,2]二等分,则用递推公式计算近似值2T 等于( ). A.0.824 B.0.401 C.0.864 D. 0.8333、设3()32=+f x x ,则差商0123[,,,]f x x x x 等于( ).A.0B.9C.3D. 64的近似值的绝对误差小于0.01%,要取多少位有效数字( ). A.3 B.4 C.5 D. 25、用二分法求方程()0=f x 在区间[1,2]上的一个实根,若要求准确到小数 点后第四位,则至少二分区间多少次( ).A.12B.13C.14D. 15二、填空题(每小题4分,共40分)1、对于迭代函数2()=(3)ϕ+-x x a x ,要使迭代公式1=()ϕ+k k x x则a 的取值范围为 .2、假设按四舍五入的近似值为2.312,则该近似值的绝对误差限为 .3、迭代公式212(3)=,03++>+k k k k x x a x a x a收敛于α= (0)α>. 4、解方程4()530f x x x =+-=的牛顿迭代公式为 . 5、设()f x 在[1,1]-上具有2阶连续导数,[1,1]x ∀∈-,有1()2f x ''≤,则()f x 在[1,1]-上的线性插值函数1()L x 在点0处的误差限1(0)R ≤______.6、求解微分方程初值问题2(0)1'=-⎧⎨=⎩y xy yy ,0x 1≤≤的向前Euler 格式为 .7、设310131013A -⎛⎫⎪=-- ⎪ ⎪-⎝⎭,则A ∞= .8、用梯形公式计算积分112-⎰dx x 的近似值为 . 9、设12A 21+⎡⎤=⎢⎥⎣⎦a 可作Cholesky 分解,则a 的取值范围为 . 10、设(0)1,(0.5) 1.5,(1)2,(1.5) 2.5,(2) 3.4f f f f f =====,若1=h ,则用三点公式计算(1)'≈f .三、解答题(共45分) 1、给定数据用复化Simpson 公式计算1.381.30()f x dx ⎰的近似值,并估计误差,小数点后保留3位. (8分)2、用直接三角分解法求线性代数方程组⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡432631531321321x x x 的解. (8分) 3、求()λx ,使得迭代公式1()()λ+=+k k k k f x x x x 求方程2()31=+-f x x x 的根的相应迭代序列{}k x 具有平方收敛. (5分)4、已知数据试对数据用最小二乘法求出形如=+y x b的拟合曲线. (8分) 5、已知(2)8f -=,(0)4f =,(2)8=f ,试求二次拉格朗日插值多项式. (8分) 6、设矩阵A 如下,根据谱半径判断用Jacobi 迭代法求解方程组Ax b =的敛散性.(8分)1102111221012A ⎡⎤-⎢⎥⎢⎥⎢⎥=--⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎣⎦一、单项选择题(每小题3分,合计15分) 1、A 2、D 3、C 4、C 5、D 二、填空题(每小题3分,合计30分) 1、0<<a ; 2、31102-⨯; 3;4、4135345++-=-+k k k k k x x x x x ; 5、14; 6、1(2)+=+-n n n n n y y h x y y ; 7、5;8、34-; 9、3>a ;10、1.2;三、计算题(合计55分) 1、给定数据用复化Simpson 公式计算 1.381.30()f x dx ⎰的近似值,并估计误差,小数点后保留3位. (8分)解: 401024S [()4()()]6-=++x x f x f x f x ………… 1分 1.38 1.30(3.624 4.20 5.19)6-=+⨯+ 0.341= ………… 2分20422012234S [()4()()][()4()()]66--=+++++x x x xf x f x f x f x f x f x =0.342 ………… 6分2211[]15-≈-I S S S =-⨯40.6710 ………… 8分 2、用直接三角分解法求线性代数方程组⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡432631531321321x x x 的解. (8分) 解:设111213212223313233u u u 123100135l 100u u 136l l 100u ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=*⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦………… 1分 111=u ,212=u ,313=u ,121=l ,131=l 122=u ,223=u ,132=l133=u ,133=l …………6分所以⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=111011001L ,⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=100210321U …………7分 由b Ly =得Ty )1,1,2(=;由y Ux =得Tx )1,1,1(-=. ………… 8分3、求()λx ,使得迭代公式1()()λ+=+k k k k f x x x x 求方程2()31=+-f x x x 的根的相应迭代序列{}k x 具有平方收敛.(6分)解:要使迭代序列具有平方收敛,则()0ϕ'*=x ………… 2分 而()()()ϕλ=+f x x x x ,即 ………… 3分 2()()()()10()λλλ''**-**+=*f x x x f x x …………4分 而()0*=f x 则有()1()λ'*=-*f x x ………… 5分所以()()23λ'=-=--x f x x ………… 6分4、已知数据试对数据用最小二乘法求出形如=+ay x b的拟合曲线. (8分) 解:因为11=+b x y a a ,令0111,,,====b a a y x x a a y……2分 则有法方程01461061410⎛⎫⎛⎫⎛⎫= ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭a a ……5分解出014,1==-a a ,则1,4=-=-a b ……7分 所以1=4-y x……8分5、已知(2)8f -=,(0)4f =,(2)8=f ,试求二次拉格朗日插值多项式. (7分)解:01()(2)8l x x x =- …………2分 211()(4)4l x x =-- …………4分21()(2)8l x x x =+ …………6分 2012()()(2)()(0)()(2)L x l x f l x f l x f =-++24=+x …………7分6、设矩阵A 如下,根据谱半径判断用Jacobi 迭代法求解方程组Ax b =的敛散性.(8分)1102111221012A ⎡⎤-⎢⎥⎢⎥⎢⎥=--⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎣⎦解:100010001D ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦,00010021002L ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦,10021002000U ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦…………3分1100211()0221002J B D L U -⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=+=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦…………5分 2102111()0222102J E B λλλλλλ⎡⎤-⎢⎥⎢⎥⎢⎥-=--=-=⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎣⎦…………6分()2J B ρ=…………7分 所以用Jacobi 迭代法求解方程组Ax b =收敛 …………8分。
数值分析实验(2014,9,16~10,28)信计1201班,人数34人数学系机房数值分析计算实习报告册专业__________________学号_______________姓名_______________2014~2015年第一学期实验一数值计算的工具Matlab1. 解释下MATLABS序的输出结果程序:t=0.1n=1:10e=n/10-n*te 的结果:0 0 -5.5511e-017 0 0-1.1102e-016 -1.1102e-016 0 0 02. 下面MATLABS序的的功能是什么?程序:x=1;while 1+x>1,x=x/2,pause(0.02),e nd用迭代法求出x=x/2,的最小值x=1;while x+x>x,x=2*x,pause(0.02),e nd用迭代法求出x=2*x,的值,使得2x>Xx=1;while x+x>x,x=x/2,pause(0.02),e nd用迭代法求出x=x/2,的最小值,使得2x>X3. 考虑下面二次代数方程的求解问题2ax bx c = 0公式x=电上4ac是熟知的,与之等价地有_____________________________ ,对于2a-b ■ b -4aca =1,b =100000000,c =1,应当如何选择算法。
b ~4ac计算,因为b与b2— 4ac相近,两个相加减不宜应该用2a u做分母3 5 74. 函数sin(x)有幂级数展开sin x = x - x - - ■■3! 5! 7!利用幕级数计算sinx的MATLAB程序为fun cti on s=powers in(x)s=0;t=x;n=1;while s+t~=s;s=s+t ;t=-x A2/ ((n+1)*(n+2) ) *t ;n=n+2 ;endt仁cputime;pause(10);t2=cputime;t0=t2-t1(a) 解释上述程序的终止准则。
例1、 已知函数表求()f x 的Lagrange 二次插值多项式和Newton 二次插值多项式。
解:(1)插值基函数分别为()()()()()()()()()()1200102121()1211126x x x x x x l x x x x x x x ----===--------()()()()()()()()()()021*******()1211122x x x x x x l x x x x x x x --+-===-+---+-()()()()()()()()()()0122021111()1121213x x x x x x l x x x x x x x --+-===-+--+-故所求二次拉格朗日插值多项式为()()()()()()()()()()()2202()11131201241162314121123537623k k k L x y l x x x x x x x x x x x x x ==⎡⎤=-⨯--+⨯-+-+⨯+-⎢⎥⎣⎦=---++-=+-∑(2)一阶均差、二阶均差分别为[]()()[]()()[][][]010*********011201202303,11204,41234,,52,,126f x f x f x x x x f x f x f x x x x f x x f x x f x x x x x ---===-----===----===---故所求Newton 二次插值多项式为()()[]()[]()()()()()20010012012,,,35311126537623P x f x f x x x x f x x x x x x x x x x x x =+-+--=-++++-=+-例2、 设2()32f x xx =++,[0,1]x ∈,试求()f x 在[0, 1]上关于()1x ρ=,{}span 1,x Φ=的最佳平方逼近多项式。
2014~2015学年春季学期《线性代数》课程考试试题解析一、填空题(本题满分15分,共有5道小题,每道小题3分,请将合适的答案填在每题的空中)1.设A 为3阶可逆矩阵,2A =,*A 为矩阵A 的伴随矩阵,则*A A =.解析:由于3-122,|2A A A*===,则3*5||232A A A A *=⨯==注释本题知识点:(1)1;n A A-*=(2);AA A A A E **==(3).n A A λλ=答案:322.设四元非齐次方程组=Ax b 的系数矩阵A 的秩为3,已知123,,ηηη是它的三个解向量,且1212210⎛⎫ ⎪ ⎪-= ⎪ ⎪⎝⎭ηη,30211⎛⎫⎪⎪= ⎪ ⎪⎝⎭η,则方程组=Ax b 的通解为.解析:由于(A)3R =,未知数的个数为4n =,则齐次方程的基础解系有(A)1n R -=个向量。
已知123,,ηηη是=Ax b 的三个解向量,则1212(2)2,A A A b -=-=ηηηη3A b=η123[(2)]0A --=ηηη所以,即123(2)--ξηηη所以=是非齐次方程的基础解系,方程组=Ax b 的通解为1233x k[(2)]=--+ηηηη注释本题知识点:(1)如果,(A)r m n A R ⨯=,则齐次方程的基础解系有n r -个向量;(2)如果齐次方程组的基础解系为12,,,n r ξξξ- ,非齐次方程组的特解为*η,则非齐次方程的通解为1122*n r n r x k k k ξξξη--=++++ 。
(3)如果12,ηη是非齐次方程组的解,则12ηη-是其次方程组的解。
答案:1002,0111k k ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎪ ⎪+ ⎪ ⎪⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭为任意实数.3.设向量组123,,ααα线性无关,11222331232,3,βααβααβααα=+=+=-+,则向量组123,,βββ是线性(相关、无关)的.解析:方法一,定义法计算;方法二,123123201(,,)(,,)111031βββααα⎛⎫ ⎪=- ⎪ ⎪⎝⎭令123B (,,)βββ=,123(,,)A ααα=,201111031K ⎛⎫⎪=- ⎪ ⎪⎝⎭,则B AK =;又因为0K ≠,所以(A)R(B)=R .又因为向量组123,,ααα线性无关,则(A)R(B)3==R .所以向量组123,,βββ是线性无关.注释本题知识点:(1)如果11220m m x x x βββ+++= 有非零解(仅有零解),向量组12,,,m βββ 是线性相关(无关);(2)如果12(,,,)(m)或m R m βββ<= ,向量组12,,,m βββ 是线性相关(无关)。
目 录第一部分 中国农业大学814管理学历年考研真题2014年中国农业大学814管理学考研真题(回忆版)2011年中国农业大学814管理学考研真题(回忆版)2009年中国农业大学管理学考研真题(回忆版)第二部分 兄弟院校考研真题2015年首都师范大学840管理学考研真题2015年上海交通大学845管理学考研真题2015年南京大学921管理学原理考研真题第一部分 中国农业大学814管理学历年考研真题2014年中国农业大学814管理学考研真题(回忆版)一、名词解释1.管理学2.管理跨度3.虚拟企业4.冲突5.决策树6.企业形象二、简答题1.股份有限公司中股东大会、董事会、监事会的相互关系和职责。
2.简述儒家思想的核心内容。
3.领导影响力的来源。
4.简述管理方格理论。
5.简述战略管理方法中的SWOT分析法。
6.一份计划包括“5W1H”请简述其含义。
三、论述题1.简述三种竞争战略,并就你熟悉的企业分析其应当采取的策略。
2.结合实际说明食品企业的科技创新和社会责任的关系。
四、案例分析有关沟通方面的问题。
2011年中国农业大学814管理学考研真题(回忆版)一、名词解释1.光环效应2.跳级原则3.Y理论4.企业的经营理念5.组织结构的扁平化二、简答题1.简述决策学派和经验学派的特点。
2.科学管理的贡献是什么,适合什么样的组织?3.简述战略计划和作业计划的区别。
4.矩阵型结构的特点是什么,适合什么样的组织?5.波特的五力竞争模型。
6.跨文化管理在企业国际化经营的重大意义是什么?7.主要的管理方法有哪几种?三、论述题1.论冲突管理。
2.企业负责人说:我给他们(员工)车子,房子,高新,为什么他们离我而去?试分析职工离职的原因。
四、案例分析一篇关于分粥制度的案例材料,请结合材料内容,用管理学的人性观点讨论制度优化的问题。
2009年中国农业大学管理学考研真题(回忆版)一、名词解释1.组织2.控制3.激励4.非正式组织5.职位权力二、简答题1.为什么说管理具有科学性和艺术性?2.企业印象策划的主要内容是什么?3.管理幅度的影响因素是什么?4.什么是学习型组织?阐释何为“五项修炼”?5.阐释领导权变理论的基础是什么?6.在质量控制中要用到PDCA循环来表示,阐释PDCA循环的含义。
数值分析复习题一、选择题1. 3.142和3.141分别作为π的近似数具有( )和( )位有效数字. A .4和3 B .3和2 C .3和4 D .4和42. 已知求积公式()()211211()(2)636f x dx f Af f ≈++⎰,则A =( )A . 16B .13C .12D .233. 通过点()()0011,,,x y x y 的拉格朗日插值基函数()()01,l x l x 满足( )A .()00l x =0,()110l x = B .()00l x =0,()111l x =C .()00l x =1,()111l x = D .()00l x =1,()111l x =4. 设求方程()0f x =的根的牛顿法收敛,则它具有( )敛速。
A .超线性B .平方C .线性D .三次5. 用列主元消元法解线性方程组1231231220223332x x x x x x x x ++=⎧⎪++=⎨⎪--=⎩ 作第一次消元后得到的第3个方程( ).A .232x x -+= B .232 1.5 3.5x x -+= C .2323x x -+= D .230.5 1.5x x -=-二、填空1. 设2.3149541...x *=,取5位有效数字,则所得的近似值x= .2.设一阶差商()()()21122114,321f x f x f x x x x --===---,()()()322332615,422f x f x f x x x x --===--则二阶差商()123,,______f x x x =3. 设(2,3,1)TX =--, 则2||||X = ,=∞||||X 。
4.求方程 21.250x x --= 的近似根,用迭代公式 1.25x x =+,取初始值 01x =, 那么 1______x =。
5.解初始值问题 00'(,)()y f x y y x y =⎧⎨=⎩近似解的梯形公式是 1______k y +≈。
华南农业大学期末考试试卷答案2014-2015学年第 2 学期 考试科目: 数学分析BII 一、填空题(本大题共 5 小题,每小题 3分,共 15 分) 函数项级数在[,]a b 的每一项都有连续的导数,且1))((n n x u =∞∑在某点0x [,]a b ∈收敛,且_1()()n nx du dx =∞∑在[a,b]上一致收敛,则有11()))()((n n n n d d u dxdx x u x ∞==∞=∑∑ 2.()sin f x x =在[0,]π上平均值为2π3. 幂级数0(1)(21)nn x n ∞=-+∑的收敛域为(0,2]4.已知()f x 的一个原函数是2e x -,则()d xf x x '⎰=2222x e e C x x----+5. 设函数3()()d x ax f t t Φ=⎰,则()x 'Φ=233x f(x )二、解答题(每题6分,共48分)(1) arcsin xdx ⎰ (2) 20sin x e x dx π⎰(1)arcsin arcsin (3)arcsin (6)xdx x x x x C =-=+⎰⎰分分(2)222200sin sin sin cos xxxx e x dx x de e x e x dx ππππ==-⎰⎰⎰(2分)2222200cos sin 1sin (5)xx x e e x e x dx e e x dx πππππ=--=+-⎰⎰分2201sin (1)(62xe x dx e ππ=+⎰分)(3)⎰解:u =,则2dx udu =(2分)212(1)2(ln|1|)511ududu u u Cu u==-=-++++⎰⎰⎰(分)ln|1(6)C=++分(4)⎰解:令tanx a t=, 则(1分)21sec(3)ln|sec tan|ln|(6)seca tdtt t C x Ca t==++=+⎰⎰分分(5) 求圆域222()x y b a+-≤(其中b a>)绕x轴旋转而成的立体的体积.解:上半圆和下半圆可分别表示为21()()y f x b y bf x====-+1分)2221[()][()]()4f x f xA xπππ=-=3分)体积为2282bV baππ==⎰(6分)(6) 求星形线33cossinx a ty a t⎧=⎨=⎩的全长.解:由弧长的参数方程公式得:4(2)46(6) s t aθ===分分(7)讨论ba⎰是否收敛?若收敛,则求其值.解(1)当2p=时,有/21lim()b bpa uu adxdxx a x a→=--⎰⎰limln||a abx au→=-lim(ln||ln||)u ab a u a→=---=ln||lim ln||n ab a u a→---。
学号: 姓名:中国农业大学2014-2015秋季学期研究生《数值分析》试题一. 填空题1.*3587.6x =是经四舍五入得到的近似值,则其相对误差≤*r e ___________.2.设f (x )=a n x n +1 (a n ≠0),则f [x 0, x 1,…, x n ]=_________ .3.设0)(≥''x f , 则由梯形公式计算的近似值T 和定积分⎰=ba dx x f I )(的值的大小 关系为___________.(大于或者小于)4.已知=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=1,4032A A 则_______. 5.超松弛迭代法(SOR 方法)收敛的必要条件是 .6.求方程x = cos x 根的牛顿迭代格式是 .二.序列{y n }满足递推关系 y n =10y n -1-1,(n =1,2,…),若41.120≈=y (三位有效数字),计算到y 10时误差有多大?这个计算过程数值稳定吗?三.已知f ( x )的如下函数值以及导数值:5)2(,2)1(,3)1(,2)0(=='==f f f f ,(1) 建立不超过3次的埃尔米特插值多项式)(3x H ,并计算)8.1(3H ;(2)推导)(3x H 的插值余项;若1)(max )4(20≤≤≤x f x ,求)8.1()8.1(3H f -.用最小二乘法求形如b x a y +=的经验公式.五.已知数值积分公式)53(95)0(98)53(95)(11f f f dx x f ++-≈⎰-, (1) 证明上面的求积公式是高斯型求积公式;(2) 试给出计算积分⎰b a dx x g )(的3点高斯型求积公式.(3) 应用(2)所构造的求积公式计算积分⎰-63dx e x 的近似值(结果保留4位小数).六. 对于方程组⎪⎩⎪⎨⎧=++=++=-+3221522321321321x x x x x x x x x ,(1)用三角分解法解此方程组;(2)讨论用雅可比迭代法和高斯-塞德尔迭代法求解该线性方程组的敛散性;(3)取初值0)0(=X ,写出雅可比迭代法和高斯-塞德尔迭代法的迭代公式,并迭代2次.七.给定方程,032=-x e x(1) 构造一种迭代公式在]4,3[上线性收敛该方程的根(含迭代公式,初值取何值或何区间,迭代收敛的原因);(2) 构造一种二次收敛的不动点迭代公式局部收敛该方程的根(含迭代公式,初值取何值或何区间,迭代收敛的原因).八.设有求解初值问题00)(),,()(y x y y x f x y =='的龙格—库塔公式)),(2,2(1n n n n n n y x f h y h x hf y y +++=+ (1) 证明:该公式至少是二阶公式; (2) 用该公式计算积分⎰220x t dt e 在x =0.5, 1处的值.九.证明:设A 是非奇异阵,线性方程组0≠=b Ax ,且b b x x A δδ+=+)(则 b bA A x xδδ⋅⋅≤-1. 十.请你设计三种不同类型的算法求75.0的近似值,并评价你提出方法的精确程度.(注:直接按计算器不算作一种算法)。
数值分析复习题及答案(总32页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--数值分析复习题一、选择题1. 和分别作为π的近似数具有( )和( )位有效数字. A .4和3 B .3和2 C .3和4 D .4和42. 已知求积公式()()211211()(2)636f x dx f Af f ≈++⎰,则A =( )A . 16B .13C .12D .233. 通过点()()0011,,,x y x y 的拉格朗日插值基函数()()01,l x l x 满足( )A .()00l x =0,()110l x = B .()00l x =0,()111l x =C .()00l x =1,()111l x = D .()00l x =1,()111l x =4. 设求方程()0f x =的根的牛顿法收敛,则它具有( )敛速。
A .超线性B .平方C .线性D .三次5. 用列主元消元法解线性方程组1231231220223332x x x x x x x x ++=⎧⎪++=⎨⎪--=⎩ 作第一次消元后得到的第3个方程( ).A .232x x -+=B .232 1.5 3.5x x -+=C .2323x x -+=D .230.5 1.5x x -=- 二、填空1. 设2.3149541...x *=,取5位有效数字,则所得的近似值x= .2.设一阶差商()()()21122114,321f x f x f x x x x --===---,()()()322332615,422f x f x f x x x x --===-- 则二阶差商()123,,______f x x x =3. 设(2,3,1)TX =--, 则2||||X = ,=∞||||X 。
4.求方程 21.250x x --= 的近似根,用迭代公式 1.25x x =+,取初始值 01x =, 那么1______x =。
6.(1)设(1,0,5,2)Tx =-,试求12,,x x x∞(2)设40004402A -⎡⎤⎢⎥=-⎢⎥⎢⎥⎣⎦,试求12,,,F A A A A ∞ 解12128,5;6,8,FxxxA AAA∞∞=======;4.设05813622,10612422A b ⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦, (1)试对A 进行PLU 分解:PA LU =; (2)根据PLU 分解求解Ax b =。
解 (1)162201011,102,00100.517100L U P ⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪=== ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭(2)(1,1,1)Tx =8.分别用Householder 变换法和MGS 法对A 进行QR 分解⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=542112111A解 (1) Householder 法对A 进行QR 分解[]()()()123123,,,1,2,2,1,1,4,1,1,5T T TααααααA ===--=-令()11,2,2Tαα==,调用算法2.1有[]13,,42212Tu ρβ=-==,所以 []1122333100412210102422123330012212333T uu β---⎡⎤⎢⎥⎡⎤⎡⎤⎢⎥--⎢⎥⎢⎥⎢⎥H =I -=-=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦--⎢⎥⎢⎥⎣⎦, 故1333003033--⎡⎤⎢⎥H A =-⎢⎥⎢⎥-⎣⎦再令()0,3Tα'=-,调用算法2.1得20110H ⎡⎤'=⎢⎥⎣⎦,则 2100001010⎡⎤⎢⎥H =⎢⎥⎢⎥⎣⎦,21333033003--⎡⎤⎢⎥H H A =-⎢⎥⎢⎥-⎣⎦故121223331212,0333221003T TQ R -----⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥=H H =--=-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥---⎣⎦⎣⎦. 10.设131112000,110001A b ⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦求Ax b =的最小二乘问题的全部解。
学号: 姓名:
中国农业大学2014-2015秋季学期研究生《数值分析》试题
一. 填空题
1.*3587.6x =是经四舍五入得到的近似值,则其相对误差≤*r e ___________.
2.设f (x )=a n x n +1 (a n ≠0),则f [x 0, x 1,…, x n ]=_________ .
3.设0)(≥''x f , 则由梯形公式计算的近似值T 和定积分⎰=b
a dx x f I )(的值的大小 关系为___________.(大于或者小于)
4.已知=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-=1,4032A A 则_______. 5.超松弛迭代法(SOR 方法)收敛的必要条件是 .
6.求方程x = cos x 根的牛顿迭代格式是 .
二.序列{y n }满足递推关系 y n =10y n -1-1,(n =1,2,…),若41.120≈=y (三位有效数字),计算到y 10时误差有多大?这个计算过程数值稳定吗?
三.已知f ( x )的如下函数值以及导数值:5)2(,2)1(,3)1(,2)0(=='==f f f f ,
(1) 建立不超过3次的埃尔米特插值多项式)(3x H ,并计算)8.1(3H ;
(2)推导)(3x H 的插值余项;若1)(max )4(2
0≤≤≤x f x ,求)8.1()8.1(3H f -.
用最小二乘法求形如b x a y +=
的经验公式.
五.已知数值积分公式
)5
3(95)0(98)53(95)(11f f f dx x f ++-≈⎰-, (1) 证明上面的求积公式是高斯型求积公式;
(2) 试给出计算积分⎰b a dx x g )(的3点高斯型求积公式.
(3) 应用(2)所构造的求积公式计算积分⎰-63
dx e x 的近似值(结果保留4位小数).
六. 对于方程组⎪⎩⎪⎨⎧=++=++=-+3221522321321321x x x x x x x x x ,
(1)用三角分解法解此方程组;
(2)讨论用雅可比迭代法和高斯-塞德尔迭代法求解该线性方程组的敛散性;
(3)取初值0)0(=X ,写出雅可比迭代法和高斯-塞德尔迭代法的迭代公式,并迭代2次.
七.给定方程,032=-x e x
(1) 构造一种迭代公式在]4,3[上线性收敛该方程的根(含迭代公式,初值取何值或何区间,迭
代收敛的原因);
(2) 构造一种二次收敛的不动点迭代公式局部收敛该方程的根(含迭代公式,初值取何值或何
区间,迭代收敛的原因).
八.设有求解初值问题
00)(),,()(y x y y x f x y =='的龙格—库塔公式
)),(2
,2(1n n n n n n y x f h y h x hf y y +++=+ (1) 证明:该公式至少是二阶公式; (2) 用该公式计算积分⎰22
0x t dt e 在x =0.5, 1处的值.
九.证明:设A 是非奇异阵,线性方程组0≠=b Ax ,且
b b x x A δδ+=+)(
则 b b
A A x x
δδ⋅⋅≤-1. 十.请你设计三种不同类型的算法求75.0的近似值,并评价你提出方法的精确程度.(注:直接按
计算器不算作一种算法)。