东北大学10数值分析A(研)答案
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第一周解答:π=0.31415926×10M=1|π-3.141|=0.0005926<1/2 ×10m−n=0.5 ×101−n≤0.5×10−2所以n=3|π-3.142|=0.0004074<1/2 ×10m−n=0.5 ×101−n≤0.5×10−3所以n=4即3.141作为π的近似值具有3位有效数字3.142 有4位解答:√3=1.73205081…=0.173205081…M=1|√3−x|≤0.5×101−n|n=2时0.5×101−n=0.051.73205-x≤0.05x≥1.68205x=1.68205|√3−x|≤0.5×101−n|n=3时0.5×101−n=0.0051.73205-x≤0.005x≥1.72705x=1.72705解答:2256=2128×2128=264×264×2128=232×232×264×2128=216×216×232×264×2128=2×2×22×24×28×216×232×264×2128共计算8次乘法第二周解答:因为在n取一定位数时,1/n过于小导致系统计算为0.因此计算机求和在一定位数以后其余的数字都是0,结果为一常数解答:由于y0=28没有误差,可见误差是由√783引起的,设x=27.982σ=x-√783利用已知的递推算法,y n=y n−1−√783100和实际计算中的递推公式Y n=Y n−1−x/100(Y0=y0)两公式相减,e(Y n)=Y n−y n=Y n−1−y n−1−x−√783100e(Y n)= e(Y n−1)- σ/100此为绝对误差因为σ=x-√783数值恒定不变,因此该递推过程稳定解答:(1)原式=2x2(1−2x)(1−x)(2)e x 在x=0处的泰勒展开式可得: e x =1+x +12!x 2+⋯1n!x 2+R n (x) 所以1−e x x=x+12!x 2+⋯1n!x2x=1+12!x 2+⋯1n!x n−1第三周解答:⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡→⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡→⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡61-12001-101-1131-11-301-101-11101112-2-211-11消元消元回代得解,;3,2,2321===x x x解答:1. 使用条件:当系数矩阵 A 的各阶顺序主子式非零时,顺序高斯消去法可以顺利进行;而一般只要系数矩阵 A 的行列式非零,列主元高斯消去法就可以顺利进行。
习题参考答案习题一1.(1) 0.05ε=,0.0185r ε=,有2位有效数字 (2) 0.0005ε=,0.000184r ε=,有4位有效数字 (3) 0.000005ε=,0.000184r ε=,有4位有效数字 (4) 0.0000005ε=,0.000184r ε=,有4位有效数字 2.0.0005ε=,0.00016r ε≈;有4位有效数字 3.|d | 1.210.005 3.650.0050.0050.02930.03a ≤⨯+⨯+≈≤4.*1x 有5位有效数字,*2x 有2位有效数字,*3x 有4位有效数字,*4x 有5位有效数字5.(1) ***124()x x x ε++31.0510−=⨯ (2) ***123()x x x ε=0.21479 (3) *2*4()x x ε50.8865410−=⨯6.略。
7.最小刻度x 满足0.002cm x ≤ 8.*3()10000 mm V επ=,*()0.02r V ε= 9.设正方形边长为a ,*2()0.510a ε−≤⨯10.*1()1%0.00333r R ε=⨯≈11.1||||14x =,2||||9.89949x ≈,||||9x ∞= 12.1|||||1.25||0.02|| 5.15||0| 6.42x =++−+=22221/22||||[(1.25)(0.02)( 5.15)(0)] 5.2996x =++−+=||||| 5.15| 5.15x ∞=−=13.||||10A ∞=,1||||9A =,2||||82.05125A ≈14.||||16A ∞=,1||||16A =,2||||12A =15.(1) ||()||1f x ∞=,1||()||8f x =,2||()||f x π=(2) ||()||23f x ∞=,1||()||17f x =,2||()||10.6427f x ≈ 16.略。
数值分析参考答案1.4 习题解答或提示1、解:(1)>> a=[1 2 3 ;4 5 6 ]'a =1 42 53 6(2)>> b=[9;7;5;3;1]b =97531(3)>> c=b(2:4)c =753(4)>> d=b(4:-1:1)d =3579(5)>> e=sort(b)e =13579(6)>> f=[3:b']f =3 4 5 6 7 8 92、解:>> x=[7 4 3 ];y=[-1 -2 -3];(1)>> u=[y,x]u =-1 -2 -3 7 4 3 (2)>> u=[x,y]u =7 4 3 -1 -2 -33、解:sum=0;a=[4 -1 2 -8 4 5 -3 -1 6 -7]; for i=1 : length(a)if a(i)>0, sum=sum+a(i); endendsumsum =214、解:m=input('input an array:')input an array:[1 2 5;3 1 2;4 1 3]m =1 2 53 1 24 1 35、解:sum(m)ans =8 4 10>> max(m)ans =4 2 5>> min(m)ans =1 1 26、解:function y=fun_es(x)y=0.5.*exp(x./3)-x.^2.*sin(x);>> fun_es(3)ans =0.0891>> fun_es([1 2 3])ans =-0.1437 -2.6633 0.08917、提示:本题主要考查的是随机数生成函数rand的使用方法,以及选取种子数的方法之一:使用clock命令。
可以参照课本的例1.5来编写函数。
8、解:function y=fun_xa()x=input('input the value of x:');n=input('input the value of n:');y=1;for i=1:1:ny=y+x^i/factorial(i); end>> fun_xa()input the value of x :1 input the value of n :4ans =2.70832.4 习题解答1 解:E(lnx)=(ln ’E(x)=)(1x E x =xδ=Er(x) 2. 解 Er(x 2)=)(22x Er x xx ⨯=4% 3. 解:123451.1021,0.031,385.6,56.430,7 1.0x x x x x *****=====⨯分别有5 位,2位,4位,5位,2位有效数字4 解 4*1105.0)(-⨯=x E3*2105.0)(-⨯=x E1*3105.0)(-⨯=x E3*4105.0)(-⨯=x E=++)(*4*2*1x x x E +)(*1x E +)(*2x E )(*4x E =0.00105))()((*4*2x E x E E =)()()(*42*4*2*4*2x E x x x x E -5. 解 V=334r π Er(v)=)(//x Er V x dx dV ⨯⨯=3Er(x)%1)(3≤x Er%33.0)(≤x Er6. 解 7830100-=Y Y)783()(100E Y E ==0.00057.解 x 1,2=24561122-±=56783±21,2105.0)x (-⨯=E 2105.0)783(-⨯=E98.27783≈x 1,2=83.98 或 28.02 8.略。
数值分析课后习题及答案第一章绪论(12)第二章插值法(40-42)2、当时,,求的二次插值多项式。
[解]。
3、给出的数值表用线性插值及二次插值计算的近似值。
X 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 -0.916291 -0.693147 -0.510826 -0.357765 -0.223144 [解]若取,,则,,则,从而。
若取,,,则,,,则,从而补充题:1、令,,写出的一次插值多项式,并估计插值余项。
[解]由,可知,,余项为,故。
2、设,试利用拉格朗日插值余项定理写出以为插值节点的三次插值多项式。
[解]由插值余项定理,有,从而。
5、给定数据表:,1 2 4 6 7 4 1 0 1 1 求4次牛顿插值多项式,并写出插值余项。
[解]一阶差商二阶差商三阶差商四阶差商 1 42 1 -34 0 6 17 1 0 由差商表可得4次牛顿插值多项式为:,插值余项为。
第三章函数逼近与计算(80-82)26、用最小二乘法求一个形如的经验公式,使它与下列数据相拟合,并求均方误差。
19 25 31 38 44 19.0 32.3 49.0 73.3 97.8[解]由。
又,,,故法方程为,解得。
均方误差为。
27、观测物体的直线运动,得出以下数据:时间t(秒)0 0.9 1.9 3.0 3.9 5.0 距离s(米)0 10 30 5080 110 [解]设直线运动为二次多项式,则由。
,。
又,,,故法方程为,解得。
故直线运动为。
补充题:1、现测得通过某电阻R的电流I及其两端的电压U如下表:I ……U ……试用最小二乘原理确定电阻R的大小。
[解]电流、电阻与电压之间满足如下关系:。
应用最小二乘原理,求R使得达到最小。
对求导得到:。
令,得到电阻R为。
2、对于某个长度测量了n次,得到n个近似值,通常取平均值作为所求长度,请说明理由。
[解]令,求x使得达到最小。
对求导得到:,令,得到,这说明取平均值在最小二乘意义下误差达到最小。