数值分析复习
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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3B .3和2C .3和4D .4和42. 求积公式()()211211()(2)636f x dx f Af f ≈++⎰,那么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,那么它具有〔 〕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,那么所得的近似值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 --===-- 那么二阶差商()123,,______f x x x =3. 设(2,3,1)TX =--, 那么2||||X = ,=∞||||X 。
4.求方程 21.250x x --= 的近似根,用迭代公式x =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 +≈。
第一章、绪论1、了解数值分析的研究对象与特点。
2、了解误差的来源与分类,会求有效数字,会简单的误差估计。
3、了解误茅的定性分析及避免误茅危害。
第一早、插值重点题目:P19, 5, 7.1、 了解插值的概念。
2、 掌握拉格朗日(Lagrange)插值法及其余项公式。
3、 了解均差的概念及基本性质,掌握牛顿(Newton)插值法。
4、 了解茅分的概念,会牛顿前插公式、后插公式。
5、 会埃尔米特(Hermite)插值及其余项公式。
6、 知道高次插值的病态性质,会分段线性插值和分段埃尔米特插值及其误并和收敛性。
7、 了解三次样条插值,知道其误差和收敛性。
重点题目:P5& 2, 6, 16.第三章、函数逼近与曲线拟合1、 了解函数逼近的基木概念,了解范数和内积空间。
2、 了解正交多项式的概念,了解切比雪夫多项式和勒让德多项式以及它们的性质,知道其他常用止交多项式。
理解最佳一致逼近的概念和切比雪夫定理,掌握简单的最佳一致逼近多项式的求法。
理解最佳平方逼近的概念,掌握最佳平方逼近多项式的求法,了解用止交多项式做最佳平 方逼近的方法。
6、了解最佳平方逼近与快速傅里叶变换。
7、了解有理逼近。
重点题目:P115, 4, 13, 15, 17, 19.第四章、数值积分与数值微分1、 了解数值求积的基本思想、代数精度的概念、插值型求积公式及其代数精度、求积公式的 收敛性和稳定性。
2、 掌握低阶牛顿-柯特斯(Newton-Cotes)公式及其性质和余项。
3、 会复化梯形公式和复化辛普森公式及其余项。
4、 会龙贝格(Romberg)求积算法。
5、 了解高斯求积公式的理论,会高斯-勒让德求积公式和高斯-切比雪夫求积公式。
6、 了解儿种常用的数值微分方法。
重点题目:P15& 1, 4, 6.第五章、解线性方程组的直接方法1、 了解求解方程组的两类方法,了解矩阵基础知识。
2、 掌握高斯消去法,了解矩阵的三角分解。
数值分析复习资料一、重点公式第一章 非线性方程和方程组的数值解法 1)二分法的基本原理,误差:~12k b ax α+--<2)迭代法收敛阶:1lim0i pi ic εε+→∞=≠,若1p =则要求01c <<3)单点迭代收敛定理:定理一:若当[],x a b ∈时,[](),x a b ϕ∈且'()1x l ϕ≤<,[],x a b ∀∈,则迭代格式收敛于唯一的根;定理二:设()x ϕ满足:①[],x a b ∈时,[](),x a b ϕ∈, ②[]121212,,, ()(),01x x a b x x l x x l ϕϕ∀∈-≤-<<有 则对任意初值[]0,x a b ∈迭代收敛,且:110111i i iii x x x llx x x lαα+-≤---≤-- 定理三:设()x ϕ在α的邻域内具有连续的一阶导数,且'()1ϕα<,则迭代格式具有局部收敛性;定理四:假设()x ϕ在根α的邻域内充分可导,则迭代格式1()i i x x ϕ+=是P 阶收敛的 ()()()0,1,,1,()0j P j P ϕαϕα==-≠ (Taylor 展开证明)4)Newton 迭代法:1'()()i i i i f x x x f x +=-,平方收敛 5)Newton 迭代法收敛定理:设()f x 在有根区间[],a b 上有二阶导数,且满足: ①:()()0f a f b <; ②:[]'()0,,f x x a b ≠∈;③:[]'',,f x a b ∈不变号④:初值[]0,x a b ∈使得''()()0f x f x <;则Newton 迭代法收敛于根α。
6)多点迭代法:1111111()()()()()()()()()i i i i i i i i i i i i i i i f x f x f x x x x x f x f x f x f x f x f x x x -+-----=-=+----收敛阶:P =7)Newton 迭代法求重根(收敛仍为线性收敛),对Newton 法进行修改 ①:已知根的重数r ,1'()()i i i i f x x x rf x +=-(平方收敛) ②:未知根的重数:1''()(),()()()i i i i u x f x x x u x u x f x +=-=,α为()f x 的重根,则α为()u x 的单根。
第一章 绪论【考点1】绝对误差概念。
近似数的绝对误差(误差):()a =x a E -,如果()δa E ≤则称δ为a 的绝对误差限(误差限)。
【考点2】相对误差限的概念。
近似数a 的相对误差:()()/x a x =a E r -,实际运算()()/a a x a E r -=,a r /δδ=。
【考点3】有效数字定义。
设*x 的近似值a 可表示为n m a a .a a= 21010⨯±,m 为整数,其中1a 是1到9中的一个整数,n a a 2为0到9中的任意整数,若使()n m a||=|x a |E -*⨯≤-1021成立,则a 称近似*x 有位有效数字。
例:设256010002560,00256702.×=.a .=x -*=,则4-10×21=0.00005a -x ≤*。
因为,2-m=所以2n=,a 有2位有效数字。
若257.01000257.02⨯==-a ,则5102100000500000030-≤×=..=x-a ,因为2-=m ,所以3=n ,a 有3位有效数字。
例:设000018.x=,则00008.a=具有五位有效数字。
41021000010-≤×.=x-a ,因为1=m ,所以5=n ,即a 具有五位有效数字。
例:若3587.64=x *是x 的具有六位有效数字的近似值,求x 的绝对误差限。
410×0.358764=x *,即4=m ,6=n ,0.005=1021x -x 6-4⨯≤*【考点4】四舍五入后得到的近似数,从第一位非零数开始直到末位,有几位就称该近似数有几位有效数字。
【考点5】有效数字与相对误差的关系。
设x 的近似数为n m a a .a ×a= 21010±,)(a 01≠如果a 具有n 位有效数字,则的相对误差限为()111021--≤n r ×a δ,反之,若a 的相对误差限为()()1110121--+≤n r ×a δ,则a 至少具有n 位有效数字。
《数值分析》期末复习提纲第一章数值分析中的误差(一) 考核知识点误差的来源类型;绝对误差和绝对误差限,相对误差和相对误差限,有效数字;绝对误差的传播。
误差的定性分析(二)复习要求1. 知道产生误差的主要来源。
2. 了解绝对误差和绝对误差限、相对误差和相对误差限和有效数字等概念以及它们之间的关系。
3. 知道四则运算中的误差传播公式。
4. 避免误差危害的若干原则第二章插值法(一) 考核知识点插值函数,插值多项式,被插值函数,节点;拉格朗日插值多项式:插值基函数;均差及其性质,牛顿插值多项式;分段线性插值、线性插值基函数。
(二)复习要求1. 了解插值函数,插值节点等概念。
2. 熟练掌握拉格朗日插值多项式的公式,知道拉格朗日插值多项式余项。
3. 掌握牛顿插值多项式的公式,了解均差概念和性质,掌握均差表的计算,知道牛顿插值多项式的余项。
4. 掌握分段线性插值的方法和线性插值基函数的构造。
第三章函数逼近(一) 考核知识点函数逼近的基本概念,内积,范数,勒让德与切比雪夫正交多项式,最佳一次一致逼近,最佳平方逼近,曲线拟合的最小二乘法(二)复习要求1. 熟练掌握内积,范数等基本概念。
2. 熟练掌握勒让德与切比雪夫正交多项式的性质。
3. 掌握用多项式做最佳平方逼近的方法。
4. 最小二乘法及其计算方法。
第四章数值积分与数值微分(一) 考核知识点数值求积公式,求积节点,求积系数,代数精度;插值型求积公式,牛顿―科特斯求积公式,牛顿―科特斯系数及其性质,(复合)梯形求积公式,(复合)Simpson求积公式;高斯型求积公式,高斯点,(二点、三点)高斯―勒让德求积公式;(二) 复习要求1. 熟练掌握数值积分和代数精度等基本概念。
2. 熟练掌握牛顿−科特斯求积公式和科特斯系数的性质。
熟练掌握并推导(复合)梯形求积公式和(复合)Simpson求积公式。
3. 知道高斯求积公式和高斯点概念。
会用高斯−勒让德求积公式求定积分的近似值。