计算方法与实习上机实验报告
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《计算方法》上机实验报告班级:XXXXXX小组成员:XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX任课教师:XXX二〇一八年五月二十五日前言通过进行多次得上机实验,我们结合课本上得内容以及老师对我们得指导,能够较为熟练地掌握Newton迭代法、Jacobi迭代法、Gauss-Seidel 迭代法、Newton 插值法、Lagrange 插值法与Gauss 求积公式等六种算法得原理与使用方法,并参考课本例题进行了MATLAB程序得编写。
以下为本次上机实验报告,按照实验内容共分为六部分.实验一:一、实验名称及题目:Newton迭代法例2、7(P38):应用Newton迭代法求在附近得数值解,并使其满足、二、解题思路:设就是得根,选取作为初始近似值,过点做曲线得切线,得方程为,求出与轴交点得横坐标,称为得一次近似值,过点做曲线得切线,求该切线与轴得横坐标称为得二次近似值,重复以上过程,得得近似值序列,把称为得次近似值,这种求解方法就就是牛顿迭代法。
三、Matlab程序代码:function newton_iteration(x0,tol)syms z %定义自变量formatlong%定义精度f=z*z*z-z-1;f1=diff(f);%求导y=subs(f,z,x0);y1=subs(f1,z,x0);%向函数中代值x1=x0-y/y1; k=1;whileabs(x1—x0)〉=tolx0=x1;y=subs(f,z,x0);y1=subs(f1,z,x0);x1=x0-y/y1;k=k+1;endx=double(x1)K四、运行结果:实验二:一、实验名称及题目:Jacobi迭代法例3、7(P74):试利用Jacobi迭代公式求解方程组要求数值解为方程组得精确解、二、解题思路:首先将方程组中得系数矩阵分解成三部分,即:,为对角阵,为下三角矩阵,为上三角矩阵。
之后确定迭代格式,,(, 即迭代次数),称为迭代矩阵。
上机实验报告篇1用户名se××××学号姓名学院①实验名称:②实验目的:③算法描述(可用文字描述,也可用流程图):④源代码:(.c的文件)⑤用户屏幕(即程序运行时出现在机器上的画面):2.对c文件的要求:程序应具有以下特点:a可读性:有注释。
b交互性:有输入提示。
c结构化程序设计风格:分层缩进、隔行书写。
3.上交时间:12月26日下午1点-6点,工程设计中心三楼教学组。
请注意:过时不候哟!四、实验报告内容0.顺序表的插入。
1.顺序表的删除。
2.带头结点的单链表的\'插入。
3.带头结点的单链表的删除。
注意:1.每个人只需在实验报告中完成上述4个项目中的一个,具体安排为:将自己的序号对4求余,得到的数即为应完成的项目的序号。
例如:序号为85的同学,85%4=1,即在实验报告中应完成顺序表的删除。
2.实验报告中的源代码应是通过编译链接即可运行的。
3.提交到个人空间中的内容应是上机实验中的全部内容。
上机实验报告篇2一、《软件技术基础》上机实验内容1.顺序表的建立、插入、删除。
2.带头结点的单链表的建立(用尾插法)、插入、删除。
二、提交到个人10m硬盘空间的内容及截止时间1.分别建立二个文件夹,取名为顺序表和单链表。
2.在这二个文件夹中,分别存放上述二个实验的相关文件。
每个文件夹中应有三个文件(.c文件、.obj文件和.exe文件)。
3. 截止时间:12月28日(18周周日)晚上关机时为止,届时服务器将关闭。
三、实验报告要求及上交时间(用a4纸打印)1.格式:《计算机软件技术基础》上机实验报告用户名se××××学号姓名学院①实验名称:②实验目的:③算法描述(可用文字描述,也可用流程图):④源代码:(.c的文件)⑤用户屏幕(即程序运行时出现在机器上的画面):2.对c文件的要求:程序应具有以下特点:a 可读性:有注释。
b 交互性:有输入提示。
计算方法A上机实验报告姓名:苏福班级:硕4020 学号:3114161019一、上机练习目的1)复习和巩固数值计算方法的基本数学模型,全面掌握运用计算机进行数值计算的具体过程及相关问题。
2)利用计算机语言独立编写、调试数值计算方法程序,培养学生利用计算机和所学理论知识分析解决实际问题的能力。
二、上机练习任务1)利用计算机语言编写并调试一系列数值方法计算通用程序,并能正确计算给定题目,掌握调试技能。
2)掌握文件使用编程技能,如文件的各类操作,数据格式设计、通用程序运行过程中文件输入输出运行方式设计等。
3)写出上机练习报告。
三、上机题目1. 共轭梯度法求解线性方程组。
(第三章)2. 三次样条插值(第四章)3. 龙贝格积分(第六章)4. 四阶龙格-库塔法求解常微分方程的初值问题四、上机报告题目1:共轭梯度法求解线性方程组1.算法原理共轭梯度法是把求解线性方程组的问题转化为求解一个与之等价的二次函数极小值的问题。
从任意给定的初始点出发,沿一组关于矩阵A共轭的方向进行线性搜索,在无舍入误差的假定下,最多迭代n 次(其中n 为矩阵A 的阶数),就可求得二次函数的极小值,也就求得了线性方程组Ax b =的解。
定理:设A 是n 阶对称正定矩阵,则x *是方程组Ax b =的解得充分必要条件是x *是二次函数1()2TT f x x Ax b x =-的极小点,即 ()()min nx R Ax b f x f x **∈=⇔=共轭梯度法的计算公式:(0)(0)(0)()()()()(1)()()(1)(1)(1)()()()(1)(1)()k T k k k T k k k k k k k k T k k k T k k k k k d r b Ax r d d Ad xx d r b Ax r Ad d Ad d r d ααββ++++++⎧==-⎪⎪=⎪⎪=+⎪⎨=-⎪⎪⎪=-⎪⎪=+⎩2. 程序框图(1)编写共轭梯度法求解对称正定矩阵的线性方程组见附录(myge.m):function x=myge(A,b)输入对称正定矩阵及对应的列向量,初始向量设为0,精度取为810 。
1.拉格朗日插值多项式,用于离散数据的拟合#include <stdio.h>#include <conio.h>#include <alloc.h>float lagrange(float *x,float *y,float xx,int n) /*拉格朗日插值算法*/{ int i,j;float *a,yy=0.0; /*a作为临时变量,记录拉格朗日插值多项式*/a=(float *)malloc(n*sizeof(float));for(i=0;i<=n-1;i++){ a[i]=y[i];for(j=0;j<=n-1;j++)if(j!=i) a[i]*=(xx-x[j])/(x[i]-x[j]);yy+=a[i];}free(a);return yy;}main(){ int i,n;float x[20],y[20],xx,yy;printf("Input n:");scanf("%d",&n);if(n>=20) {printf("Error!The value of n must in (0,20)."); getch();return 1;} if(n<=0) {printf("Error! The value of n must in (0,20)."); getch(); return 1;} for(i=0;i<=n-1;i++){ printf("x[%d]:",i);scanf("%f",&x[i]);}printf("\n");for(i=0;i<=n-1;i++){ printf("y[%d]:",i);scanf("%f",&y[i]);}printf("\n");printf("Input xx:");scanf("%f",&xx);yy=lagrange(x,y,xx,n);printf("x=%f,y=%f\n",xx,yy);getch();}2.牛顿插值多项式,用于离散数据的拟合#include <stdio.h>#include <conio.h>#include <alloc.h>void difference(float *x,float *y,int n){ float *f;int k,i;f=(float *)malloc(n*sizeof(float));for(k=1;k<=n;k++){ f[0]=y[k];for(i=0;i<k;i++)f[i+1]=(f[i]-y[i])/(x[k]-x[i]);y[k]=f[k];}return;}main(){ int i,n;float x[20],y[20],xx,yy;printf("Input n:");scanf("%d",&n);if(n>=20) {printf("Error! The value of n must in (0,20)."); getch(); return 1;} if(n<=0) {printf("Error! The value of n must in (0,20).");getch(); return 1;} for(i=0;i<=n-1;i++){ printf("x[%d]:",i);scanf("%f",&x[i]);}printf("\n");for(i=0;i<=n-1;i++){ printf("y[%d]:",i);scanf("%f",&y[i]);}printf("\n");difference(x,(float *)y,n);printf("Input xx:");scanf("%f",&xx);yy=y[20];for(i=n-1;i>=0;i--) yy=yy*(xx-x[i])+y[i];printf("NewtonInter(%f)=%f",xx,yy);getch();}3.高斯列主元消去法,求解其次线性方程组第一种#include<stdio.h>#include <math.h>#define N 20int main(){ int n,i,j,k;int mi,tmp,mx;float a[N][N],b[N],x[N];printf("\nInput n:");scanf("%d",&n);if(n>N){ printf("The input n should in(0,N)!\n");getch();return 1;}if(n<=0){ printf("The input n should in(0,N)!\n");getch();return 1;}printf("Now input a(i,j),i,j=0...%d:\n",n-1); for(i=0;i<n;i++){ for(j=0;j<n;j++)scanf("%f",&a[i][j]);}printf("Now input b(i),i,j=0...%d:\n",n-1);for(i=0;i<n;i++)scanf("%f",&b[i]);for(i=0;i<n-2;i++){ for(j=i+1,mi=i,mx=fabs(a[i][j]);j<n-1;j++) if(fabs(a[j][i])>mx){ mi=j;mx=fabs(a[j][i]);}if(i<mi){ tmp=b[i];b[i]=b[mi];b[mi]=tmp;for(j=i;j<n;j++){ tmp=a[i][j];a[i][j]=a[mi][j];a[mi][j]=tmp;}}for(j=i+1;j<n;j++){ tmp=-a[j][i]/a[i][i];b[j]+=b[i]*tmp;for(k=i;k<n;k++)a[j][k]+=a[i][k]*tmp;}}x[n-1]=b[n-1]/a[n-1][n-1];for(i=n-2;i>=0;i--){ x[i]=b[i];for(j=i+1;j<n;j++)x[i]-=a[i][j]*x[j];x[i]/=a[i][i];}for(i=0;i<n;i++)printf("Answer:\n x[%d]=%f\n",i,x[i]); getch();return 0;}第二种#include<math.h>#include<stdio.h>#define NUMBER 20#define Esc 0x1b#define Enter 0x0dfloat A[NUMBER][NUMBER+1] ,ark;int flag,n;exchange(int r,int k);float max(int k);message();main(){float x[NUMBER];int r,k,i,j;char celect;clrscr();printf("\n\nUse Gauss.");printf("\n\n1.Jie please press Enter."); printf("\n\n2.Exit press Esc.");celect=getch();if(celect==Esc)exit(0);printf("\n\n input n=");scanf("%d",&n);printf(" \n\nInput matrix A and B:"); for(i=1;i<=n;i++){printf("\n\nInput a%d1--a%d%d and b%d:",i,i,n,i);for(j=1;j<=n+1;j++) scanf("%f",&A[i][j]);}for(k=1;k<=n-1;k++){ark=max(k);if(ark==0){printf("\n\nIt's wrong!");message();}else if(flag!=k)exchange(flag,k);for(i=k+1;i<=n;i++)for(j=k+1;j<=n+1;j++)A[i][j]=A[i][j]-A[k][j]*A[i][k]/A[k][k];}x[n]=A[n][n+1]/A[n][n];for( k=n-1;k>=1;k--){float me=0;for(j=k+1;j<=n;j++){me=me+A[k][j]*x[j];}x[k]=(A[k][n+1]-me)/A[k][k];}for(i=1;i<=n;i++){printf(" \n\nx%d=%f",i,x[i]);}message();}exchange(int r,int k){int i;for(i=1;i<=n+1;i++)A[0][i]=A[r][i];for(i=1;i<=n+1;i++)A[r][i]=A[k][i];for(i=1;i<=n+1;i++)A[k][i]=A[0][i];}float max(int k){int i;float temp=0;for(i=k;i<=n;i++)if(fabs(A[i][k])>temp){temp=fabs(A[i][k]);flag=i;}return temp;}message(){printf("\n\n Go on Enter ,Exit press Esc!");switch(getch()){case Enter: main();case Esc: exit(0);default:{printf("\n\nInput error!");message();} }}4.龙贝格求积公式,求解定积分#include<stdio.h>#include<math.h>#define f(x) (sin(x)/x)#define N 20#define MAX 20#define a 2#define b 4#define e 0.00001float LBG(float p,float q,int n){ int i;float sum=0,h=(q-p)/n;for (i=1;i<n;i++)sum+=f(p+i*h);sum+=(f(p)+f(q))/2;return(h*sum);}void main(){ int i;int n=N,m=0;float T[MAX+1][2];T[0][1]=LBG(a,b,n);n*=2;for(m=1;m<MAX;m++){ for(i=0;i<m;i++)T[i][0]=T[i][1];T[0][1]=LBG(a,b,n);n*=2;for(i=1;i<=m;i++)T[i][1]=T[i-1][1]+(T[i-1][1]-T[i-1][0])/(pow(2,2*m)-1);if((T[m-1][1]<T[m][1]+e)&&(T[m-1][1]>T[m][1]-e)){ printf("Answer=%f\n",T[m][1]); getch();return ;}}}5.牛顿迭代公式,求方程的近似解#include<stdio.h>#include<math.h>#include<conio.h>#define N 100#define PS 1e-5#define TA 1e-5float Newton(float (*f)(float),float(*f1)(float),float x0 ) { float x1,d=0;int k=0;do{ x1= x0-f(x0)/f1(x0);if((k++>N)||(fabs(f1(x1))<PS)){ printf("\nFailed!");getch();exit();}d=(fabs(x1)<1?x1-x0:(x1-x0)/x1);x0=x1;printf("x(%d)=%f\n",k,x0);}while((fabs(d))>PS&&fabs(f(x1))>TA) ;return x1;}float f(float x){ return x*x*x+x*x-3*x-3; }float f1(float x){ return 3.0*x*x+2*x-3; }void main(){ float f(float);float f1(float);float x0,y0;printf("Input x0: ");scanf("%f",&x0);printf("x(0)=%f\n",x0);y0=Newton(f,f1,x0);printf("\nThe root is x=%f\n",y0); getch();}。
《数值计算方法》上机实验报告华北电力大学实验名称数值il•算方法》上机实验课程名称数值计算方法专业班级:电力实08学生姓名:李超然学号:200801001008 成绩: 指导教师:郝育黔老师实验日期:2010年04月华北电力大学实验报告数值计算方法上机实验报吿一.各算法的算法原理及计算机程序框图1、牛顿法求解非线性方程*对于非线性方程,若已知根的一个近似值,将在处展开成一阶xxfx ()0, fx ()xkk泰勒公式"f 0 / 2 八八,fxfxfxxxxx 0 0 0 0 0 kkkk2!忽略高次项,有,fxfxfxxx 0 ()()(),,, kkk右端是直线方程,用这个直线方程来近似非线性方程。
将非线性方程的**根代入,即fx ()0, X ,* fxfxxx 0 0 0 0, ,, kkkfx 0 fx 0 0,解出fX 0 *k XX,, k' fx 0 k水将右端取为,则是比更接近于的近似值,即xxxxk, Ik, Ikfx ()k 八XX, Ikk* fx()k这就是牛顿迭代公式。
,2,计算机程序框图:,见,,3,输入变量、输出变量说明:X输入变量:迭代初值,迭代精度,迭代最大次数,\0输出变量:当前迭代次数,当前迭代值xkl,4,具体算例及求解结果:2/16华北电力大学实验报吿开始读入l>k/fx()0?,0fx 0 Oxx,,01* fx ()0XX,,,?10kk, ,1,kN, ?xx, 10输出迭代输出X输出奇异标志1失败标志,3,输入变量、输出变量说明: 结束例:导出计算的牛顿迭代公式,并il •算。
(课本P39例2-16) 115cc (0), 求解结果:10. 75000010.72383710. 72380510. 7238052、列主元素消去法求解线性方程组,1,算法原理:高斯消去法是利用现行方程组初等变换中的一种变换,即用一个不为零的数乘 -个 方程后加只另一个方程,使方程组变成同解的上三角方程组,然后再自下而上 对上三角3/16华北电力大学实验报告方程组求解。
实习题11. 用两种不同的顺序计算644834.11000012≈∑=-n n,试分析其误差的变化解:从n=1开始累加,n 逐步增大,直到n=10000;从n=10000开始累加,n 逐步减小,直至1。
算法1的C 语言程序如下: #include<stdio.h> #include<math.h> void main() { float n=0.0; int i; for(i=1;i<=10000;i++) { n=n+1.0/(i*i); } printf("%-100f",n); printf("\n"); float m=0.0; int j; for(j=10000;j>=1;j--) { m=m+1.0/(j*j); } printf("%-7f",m); printf("\n"); }运行后结果如下:结论: 4.设∑=-=Nj N j S 2211,已知其精确值为)11123(21+--N N 。
1)编制按从大到小的顺序计算N S 的程序; 2)编制按从小到大的顺序计算N S 的程序;3)按2种顺序分别计算30000100001000,,S S S ,并指出有效位数。
解:1)从大到小的C语言算法如下:#include<stdio.h>#include<math.h>#include<iostream>using namespace std;void main(){float n=0.0;int i;int N;cout<<"Please input N"<<endl;cin>>N;for(i=N;i>1;i--){n=n+1.0/(i*i-1);N=N-1;}printf("%-100f",n);printf("\n");}执行后结果为:N=2时,运行结果为:N=3时,运行结果为:N=100时,运行结果为:N=4000时,运行结果为:2)从小到大的C语言算法如下:#include<stdio.h>#include<math.h>#include<iostream>using namespace std;void main(){float n=0.0;int i;int N;cout<<"Please input N"<<endl;cin>>N;for(i=2;i<=N;i++){n=n+1.0/(i*i-1);}printf("%-100f",n);printf("\n");}执行后结果为:N=2时,运行结果为:N=3时,运行结果为:N=100时,运行结果为:N=4000时,运行结果为:结论:通过比较可知:N 的值较小时两种算法的运算结果相差不大,但随着N 的逐渐增大,两种算法的运行结果相差越来越大。
精选计算实习报告(精选15篇)精选计算篇1专业:07计算机科学与技术学号:姓名:我到桂林市防雷中心参加社会实践活动,到8月30日实践结束。
在单位领导及同事的指导和帮助下,我慢慢了解了单位的组织机构及管理体制。
并学到了很多学校里学不到的实用知识,丰富了社会阅历。
单位给我的工作定位是从事网络基础工作以及一些计算机组装和日常维护等等,在此思想的指导下,我承担了单位有关计算机方面的一些基础工作,包括线路检修,交换设备更换,新用户入户等等这方面工作并很快掌握了其中的原理和方法,从学校的理论知识到过去真正的实践工作,其中的角色转变离不开单位各级领导以及同事们的帮助和指导。
网站建设方面,对此进行了改造,使用全新的后台,使单位网站的功能更加的强大,管理更加的有条理和方便。
取得了不错的社会效应。
我积极参加了单位组织的各种活动,包括乒乓球、羽毛球、篮球比赛。
在实习期间,我深刻的感受到,单位是一个团结、上进、充满活力的集体,每天大家都是笑脸相迎,即使面临很大的压力,办公室里仍然会听到笑声,面对同事,大家总是热情真诚,面对工作上的困难,大家总是互相帮助,直至解决困难。
整个集体和睦相处,气氛很和谐、很亲切。
领导与下属之间、同事与同事之间非常的团结、凝聚,气氛非常的和谐,就像一个温馨的大家庭,而领导就像这个家庭的家长,给每个人很大的空间自由发挥。
从他们身上,我真正体会到什么叫爱岗敬业,体会到了事业单位的严格管理制度,知道了什么求真务实。
特别令我感动的是,每当我遇到困难向大家求助时,谁都会无私的告诉我。
我对能到这样的单位实习感到骄傲、感到自豪。
我很庆幸自己能在这样有限的时间里,在这么和谐的气氛中工作,学习,和同事们一起分享快乐,分担工作,所以我努力向同事学习,不懂就问,认真完成领导和同事交给我的每一项工作,领导和同事也都尽力帮助我,给我讲授和工作有关的知识,耐心解答我的疑难困惑,并给我制订了一系列的,帮助我达到实习的目的。
在这一段时间里我不仅很好的运用了所学的专业知识,而且还学到了很多在学校里学不到的实用的待人处世之道,扩大了知识面,也丰富了社会实践经历。
计算方法与实习上机实验报告一、引言本文旨在介绍和展示我们在“计算方法”课程中的实习上机实验环节所完成的一些关键任务和所取得的成果。
该实验课程的目标是让我们更深入地理解和应用各种计算方法,并在实际操作中提高我们的编程和问题解决能力。
二、实验内容与目标实验的主要内容是利用各种计算方法解决实际数学问题。
我们被要求使用编程语言(如Python或Java)来实现和解决这些问题。
这些问题包括使用牛顿法求解平方根,使用蒙特卡洛方法计算圆周率,以及使用最优化方法求解函数的最小值等。
实验的目标不仅是让我们掌握计算方法的基本理论,更是要让我们能够在实际操作中运用这些方法。
我们需要在实习过程中,通过与同伴们合作,共同解决问题,提高我们的团队合作能力和问题解决能力。
三、实验过程与问题解决策略在实验过程中,我们遇到了许多问题,如编程错误、理解困难和时间压力等。
我们通过相互讨论、查阅资料和寻求教师帮助等方式,成功地解决了这些问题。
例如,在实现牛顿法求解平方根时,我们一开始对导数的计算和理解出现了一些错误。
但我们通过查阅相关资料和讨论,最终理解了导数的正确计算方法,并成功地实现了牛顿法。
四、实验结果与结论通过这次实习上机实验,我们不仅深入理解了计算方法的基本理论,还在实际操作中提高了我们的编程和问题解决能力。
我们的成果包括编写出了能有效求解平方根、计算圆周率和求解函数最小值的程序。
这次实习上机实验非常成功。
我们的团队不仅在理论学习和实践操作上取得了显著的进步,还在团队合作和问题解决方面积累了宝贵的经验。
这次实验使我们对计算方法有了更深的理解和认识,也提高了我们的编程技能和解决问题的能力。
五、反思与展望回顾这次实验,我们意识到在实验过程中,我们需要更好地管理我们的时间和压力。
在解决问题时,我们需要更有效地利用我们的知识和资源。
在未来,我们希望能够更加熟练地运用计算方法,并能够更有效地解决问题。
我们也希望能够将所学的计算方法应用到更广泛的领域中,如数据分析、科学研究和工业生产等。
计算方法与实习——上机报告学院:电子工程学院学号:姓名:刘波2015.1.4计算方法与实习上机报告习题一:1 舍入误差及稳定性一、实验目的(1)通过上机编程,复习巩固以前所学程序设计语言及上机操作指令;(2)通过上机计算,了解舍入误差所引起的数值不稳定性二、实验内容1、用两种不同的顺序计算1000021n n -=∑,分析其误差的变化 2、已知连分数()101223//(.../)n n a f b b a b a a b =++++,利用下面的算法计算f : 11,i n n i i i a d b d b d ++==+(1,2,...,0)i n n =-- 0f d = 写一程序,读入011,,,...,,,...,,n n n b b b a a 计算并打印f 3、给出一个有效的算法和一个无效的算法计算积分1041nn x y dx x =+⎰ (0,1,...,10)n = 4、设2211N N j S j ==-∑,已知其精确值为1311221N N ⎛⎫-- ⎪+⎝⎭ (1)编制按从大到小的顺序计算N S 的程序 (2)编制按从小到大的顺序计算N S 的程序(3)按两种顺序分别计算10001000030000,,,S S S 并指出有效位数三、实验步骤、程序设计、实验结果及分析1、用两种不同的顺序计算1000021n n -=∑,分析其误差的变化 (1)实验步骤:分别从1~10000和从10000~1两种顺序进行计算,应包含的头文件有stdio.h 和math.h(2)程序设计:a.顺序计算#include<stdio.h>#include<math.h>void main(){double sum=0;int n=1;while(1){sum=sum+(1/pow(n,2));if(n%1000==0)printf("sun[%d]=%-30f",n,sum);if(n>=10000)break;n++;}printf("sum[%d]=%f\n",n,sum);}b.逆序计算#include<stdio.h>#include<math.h>void main(){double sum=0;int n=10000;while(n!=0){sum=sum+(1/pow(n,2));if(n%200==0)printf("sum[%d]=%-10f",n,sum);if(n<1)break;n--;}printf("sum[%d]=%f\n",n,sum);}(3)实验结果及分析:程序运行结果:a.顺序计算b.逆序计算结果分析:两种不同顺序计算结果是一样的,顺序计算误差从一开始就很小,而逆序计算误差最开始十分大,后来结果正确。
实验报告一题目: 非线性方程求解摘要:非线性方程的解析解通常很难给出,因此线性方程的数值解法就尤为重要。
本实验采用两种常见的求解方法二分法和Newton 法及改进的Newton 法。
前言:(目的和意义)掌握二分法与Newton 法的基本原理和应用。
数学原理:对于一个非线性方程的数值解法很多。
在此介绍两种最常见的方法:二分法和Newton 法。
对于二分法,其数学实质就是说对于给定的待求解的方程f(x),其在[a,b ]上连续,f(a)f(b)<0,且f(x)在[a,b ]内仅有一个实根x *,取区间中点c ,若,则c 恰为其根,否则根据f(a)f(c)<0是否成立判断根在区间[a,c ]和[c,b ]中的哪一个,从而得出新区间,仍称为[a,b ]。
重复运行计算,直至满足精度为止。
这就是二分法的计算思想。
Newton 法通常预先要给出一个猜测初值x 0,然后根据其迭代公式)()('1k k k k x f x f x x -=+ 产生逼近解x *的迭代数列{x k },这就是Newton 法的思想。
当x 0接近x *时收敛很快,但是当x 0选择不好时,可能会发散,因此初值的选取很重要。
另外,若将该迭代公式改进为)()('1k k k k x f x f r x x -=+ 其中r 为要求的方程的根的重数,这就是改进的Newton 法,当求解已知重数的方程的根时,在同种条件下其收敛速度要比Newton 法快的多。
程序设计:本实验采用Matlab 的M 文件编写。
其中待求解的方程写成function 的方式,如下 function y=f(x);y=-x*x-sin(x);写成如上形式即可,下面给出主程序。
二分法源程序:clear%%%给定求解区间b=1.5;a=0;%%%误差R=1;k=0;%迭代次数初值while (R>5e-6) ;c=(a+b)/2;if f12(a)*f12(c)>0;a=c;elseb=c;endR=b-a;%求出误差k=k+1;endx=c%给出解Newton法及改进的Newton法源程序:clear%%%% 输入函数f=input('请输入需要求解函数>>','s')%%%求解f(x)的导数df=diff(f);%%%改进常数或重根数miu=2;%%%初始值x0x0=input('input initial value x0>>');k=0;%迭代次数max=100;%最大迭代次数R=eval(subs(f,'x0','x'));%求解f(x0),以确定初值x0时否就是解while (abs(R)>1e-8)x1=x0-miu*eval(subs(f,'x0','x'))/eval(subs(df,'x0','x'));R=x1-x0;x0=x1;k=k+1;if (eval(subs(f,'x0','x'))<1e-10);breakendif k>max ;%如果迭代次数大于给定值,认为迭代不收敛,重新输入初值 ss=input('maybe result is error,choose a new x0,y/n?>>','s');if strcmp(ss,'y')x0=input('input initial value x0>>');k=0;elsebreakendendendk;%给出迭代次数x=x0;%给出解结果分析和讨论:1. 用二分法计算方程02sin 2=-x x 在[1,2]内的根。
东南大学计算方法与实习实验报告计算方法与实习实验报告学院:学号:姓名:完成日期:实习题一4、设2211Nn j S j ==-∑,已知其精确值为。
1)编制按从大到小的顺序计算S n 的程序; 2)编制按从小到大的顺序计算S n 的程序;3)按两种顺序分别计算S 1000,S 10000,S 30000,并指出有效位数。
● 实验代码 C 语言程序如下:#include #include using namespace std; int main(){ float Sn=0; int N; cin>>N; for(float j=2;j<=N;j++){ Sn=1/(j*j-1)+Sn; } cout<<"从小到大计算的结果为"<<sn<for(j=N;j>=2;j--){ Sn=1/(j*j-1)+Sn;}cout<<"从大到小计算的结果为"<<sn<<=""> ● 运行窗口实习题二1、用牛顿法求下列方程的根:1) 20xx e -=实验代码C 语言程序代码如下:#include #include #define N 100 #define eps 1e-6 #define eta 1e-8using namespace std;float Newton(float f(float),float fl(float),float x0){ float x1,d; int k=0;do{x1=x0-f(x0)/fl(x0);if(k++>N||fabs(fl(x1))<eps){cout<<"发散"<<endl;break;}< p="">d=fabs(x1)<1?x1-x0:(x1-x0)/x1;x0=x1;cout<<"x="<<x0<<endl;< p="">}while(fabs(d)>eps&&fabs(f(x1))>eta);return x1;}float f(float x){return x+log10(x)-2;}float fl(float x){return 1+1/x;}void main(){float x0,y0;cin>>x0;y0=Newton(f,fl,x0);cout<<"方程的根为"<<y0<<endl;< p="">}运行窗口实习题三1、用列主元消去法解方程组:1)12434x x x ++= 123421x x x x +-+=1234333x x x x --+=-1234234x x x x -++-=实验代码C 语言程序代码如下: #include #include using namespace std;void ColPivot(float *c,int n,float x[]) { int i,j,t,k; float p; for(i=0;i<=n-2;i++){ k=i; for(j=i+1;j<=n-1;j++) if(fabs(*(c+j*(n+1)+i))>(fabs(*(c+k*(n+1)+i)))) k=j; if(k!=j) for(j=i;j<=n;j++){ p=*(c+i*(n+1)+j); *(c+i*(n+1)+j)=*(c+k*(n+1)+j); *(c+k*(n+1)+j)=p; } for(j=i+1;j<=n-1;j++){ p=(*(c+j*(n+1)+i))/(*(c+i*(n+1)+i)); for(t=i;t<=n;t++)*(c+j*(n+1)+t)-=p*(*(c+i*(n+1)+t)); } } for(i=n-1;i>=0;i--){ for(j=n-1;j>=i+1;j--) (*(c+i*(n+1)+n))-=x[j]*(*(c+i*(n+1)+j)); x[i]=*(c+i*(n+1)+n)/(*(c+i*(n+1)+i)); } } int main(){ void ColPivot(float*,int,float[]); int i;float x[4];float c[4][5]={1,1,0,3,4,2,1,-1,1,1,3,-1,-1,3,-3,-1,2,3,-1,4};ColPivot(c[0],4,x);for(i=0;i<=3;i++)printf("[x%d]=%f\n",i,x[i]);return 0;}●运行窗口4、编写用追赶法解三对角线性方程组的程序,并解下列方程组:,其中2)Ax bA10x10=-4 11 -4 11 -4 1. . .. . .1 -4 11 -4b= -27-15…-15●实验代码C语言程序如下:#include#includeusing namespace std;void ColPivot(float *c,int n,float x[]){int i,j,t,k;float p;for(i=0;i<=n-2;i++){k=i;for(j=i+1;j<=n-1;j++)if(fabs(*(c+j*(n+1)+i))>(fabs(*(c+k*(n+1)+i)))) k=j; if(k!=j)for(j=i;j<=n;j++){p=*(c+i*(n+1)+j);*(c+i*(n+1)+j)=*(c+k*(n+1)+j);*(c+k*(n+1)+j)=p;}for(j=i+1;j<=n-1;j++){p=(*(c+j*(n+1)+i))/(*(c+i*(n+1)+i));for(t=i;t<=n;t++)*(c+j*(n+1)+t)-=p*(*(c+i*(n+1)+t)); }}for(i=n-1;i>=0;i--){for(j=n-1;j>=i+1;j--)(*(c+i*(n+1)+n))-=x[j]*(*(c+i*(n+1)+j));x[i]=*(c+i*(n+1)+n)/(*(c+i*(n+1)+i));}}int main(){void ColPivot(float*,int,float[]);int i;float x[10];float c[10][11]={-4,1,0,0,0,0,0,0,0,0,-27, 1,-4,1,0,0,0,0,0,0,0,-15,0,1,-4,1,0,0,0,0,0,0,-15,0,0,1,-4,1,0,0,0,0,0,-15,0,0,0,1,-4,1,0,0,0,0,-15,0,0,0,0,1,-4,1,0,0,0,-15,0,0,0,0,0,1,-4,1,0,0,-15,0,0,0,0,0,0,1,-4,1,0,-15,0,0,0,0,0,0,0,1,-4,1,-15,0,0,0,0,0,0,0,0,1,-4,-15};ColPivot(c[0],10,x);for(i=0;i<=9;i++)printf("[x%d]=%f\n",i,x[i]); return 0;}●运行窗口实习题四123●实验代码C语言程序如下:#include#includeusing namespace std;#define N 5void Difference(float x[],float y[],int n){float *f=new float[n+1];int k,i;for(k=1;k<=n;k++){f[0]=y[k];for(i=0;i<k;i++)< p="">f[i+1]=(f[i]-y[i])/(x[k]-x[i]);y[k]=f[k];}delete f;return;}int main(){int i;float a,b,c,varx=0.46,vary=0.55,varz=0.60;float x[N+1]={0.30,0.42,0.50,0.58,0.66,0.72};floaty[N+1]={1.04403,1.08462,1.11803,1.15603,1.19817,1.23223};Difference(x,y,N); a=y[N];b=y[N];c=y[N]; for(i=N-1;i>=0;i--) a=a*(varx-x[i])+y[i]; for(i=N-1;i>=0;i--) b=b*(vary-x[i])+y[i]; for(i=N-1;i>=0;i--) c=c*(varz-x[i])+y[i];printf("Nn(%f)=%f\n",varx,a); printf("Nn(%f)=%f\n",vary,b); printf("Nn(%f)=%f\n",varz,c); return 0;}● 运行窗口实习题六1、用复化梯形公式和复化辛卜生公式计算积分I 1(f )=?+202x cos 1πdx 。
实用数值计算方法上机实验报告学院:化学工程学院姓名:陶明专业:工业催化学号: 21113011681. 问题来源某公司饲养实验用的动物以供出售,已知这些动物的生长对饲料中3种营养成分(蛋白质,矿物质和维生素)特别敏感,每个动物每周至少需要蛋白质60g,矿物质3g,维生素8mg,该公司能买到5种不同的饲料,每种饲料1kg 所含各种营养成分和成本如表1所示,如果每个小动物每周食用饲料不超过52kg,求既满足动物生长需要,又能使总成本最低的饲料配方。
数学模型 设需要饲料A1,A2,A3,A4,A5分别为x1,x2,x3,x4,x5(单位kg )12345min 0.20.70.40.30.5S x x x x x =++++1234512345123451234512350.3x +2x +x +0.6x +1.8x 600.1x +0.05x +0.02x +0.2x +0.05x 3.0.05x +0.1x +0.02x +0.2x +0.08x 8x +x +x +x +x 52,,,4,0s t x x x x x ≥⎧⎪≥⎪⎪≥⎨⎪≤⎪⎪≥⎩在LINGO 的MODEL 窗口内输入如下模型:Min =0.2*x1+0.7*x2+0.4*x3+0.3*x4+0.5*x5; 0.3*x1+2*x2+x3+0.6*x4+1.8*x5>60;0.1*x1+0.05*x2+0.02*x3+0.2*x4+0.05*x5>3; 0.05*x1+0.1*x2+0.02*x3+0.2*x4+0.08*x5>8; x1+x2+x3+x4+x5<52; end求解输出结果如下:Global optimal solution found.Objective value: 22.40000Infeasibilities: 0.000000Total solver iterations: 3Variable Value Reduced Cost X1 0.000000 0.7000000 X2 12.00000 0.000000 X3 0.000000 0.6166667 X4 30.00000 0.000000 X5 10.00000 0.000000 Row Slack or Surplus Dual Price1 22.40000 -1.0000002 0.000000 -0.58333333 4.100000 0.0000004 0.000000 -4.1666675 0.000000 0.8833333结果分析:因此每周每个动物的配料为饲料A2,A4,A5分别为12kg,30kg,10kg,可使得成本达到最低,最低成本为22.4元。
一、实验目的1. 熟悉实验环境,掌握实验操作流程。
2. 理解并应用所学知识,解决实际问题。
3. 培养团队协作能力,提高实验技能。
二、实验时间2023年11月15日三、实验地点计算机实验室四、实验内容本次实验主要围绕以下内容展开:1. 编写一个简单的C语言程序,实现两个整数的加法运算。
2. 使用Python实现一个简单的计算器,能够进行加减乘除运算。
3. 编写一个Java程序,实现学生信息管理系统,包括添加、删除、修改和查询学生信息。
五、实验步骤1. C语言程序实现整数加法(1)创建一个新的C语言项目,命名为“Addition”。
(2)编写以下代码:```c#include <stdio.h>int main() {int num1, num2, sum;printf("请输入两个整数:\n");scanf("%d %d", &num1, &num2);sum = num1 + num2;printf("两个整数的和为:%d\n", sum);return 0;}```(3)编译并运行程序,测试功能。
2. Python计算器实现(1)创建一个新的Python项目,命名为“Calculator”。
(2)编写以下代码:```pythondef calculator():operation = input("请输入运算符(+,-,,/):") num1 = float(input("请输入第一个数:"))num2 = float(input("请输入第二个数:"))if operation == '+':result = num1 + num2elif operation == '-':result = num1 - num2elif operation == '':result = num1 num2elif operation == '/':if num2 != 0:result = num1 / num2else:print("除数不能为0!")returnelse:print("无效的运算符!")returnprint("结果是:", result)calculator()```(3)运行程序,进行测试。
计算实习报告精选计算实习报告范文八篇随着社会一步步向前发展,接触并使用报告的人越来越多,其在写作上有一定的技巧。
那么,报告到底怎么写才合适呢?下面是小编整理的计算实习报告8篇,希望能够帮助到大家。
计算实习报告篇1这学期一开学,我就盼望着学院安排我们实习,有一个将理论和实践联系起来的机会。
所以当得知学院将安排我们去华迪实训时,心理非常高兴,希望能早点去。
后来因为种种因素,来实训的劲头没那么大了,但最后还是顺从心底最真实的愿望来到了四川华迪实训基地,开始了为期约两周的网络项目实训。
华迪网络实训中心以提高大学生网络类职业的就业率和实现人才职业化转变为目标,按照“工程化、层次化、模块化”的设计思想,为实训学员配备了多媒体案例分析室、企业综合布线实训室、企业园区网实训室、企业互联网实训室、企业网管实训室、信息安全实训室、企业应用(数据)中心实训室和系统集成实训室等职业化环境,并在其中配备了“主流的局域、广域数据线路”和主流品牌的典型“硬件防火墙、信息安全系统、网络管理系统、网络应用服务器、多层交换机、多功能硬件路由器及多用途网络测试仪”等网络设施和高档网络设备。
这次实习目的:本次实习主要任务是学会局域网的设计与应用,网络互连技术。
进一步加深理论知识。
在组网之前我们必须了解下面几个名词术语及其作用:DHCP(Dynamic Host Configure Protocol):动态主机配置协议。
它是设计用于简化管理地址配置的TCP/IP标准。
它使用服务器集中管理IP地址以及在您的网络上使用的其他相关配置(比如网关、DNS服务器等)的详细信息。
在常见的小型网络中(例如家庭网络和学生宿舍网),网络管理员都是采用手工分配IP地址的方法,而到了中、大型网络,这种方法就不太适用了。
在中、大型网络,特别是大型网络中,往往有超过100台的客户机,手动分配IP地址的方法就不太合适了。
因此,我们必须引入一种高效的IP地址分配方法,幸好,DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)为我们解决了这一难题。
计算方法实习报告一.给出一个有效的算法和无效的算法计算积分y(n)=∫(x^n)/(4x+1)dx,n=0,1,2,…,10,积分限为(0,1)1.有效算法利用递推公式y(n)=-y(n-1)/4+1/(4n),取y0=(log5)/4程序为:#include#includevoid main(){ double y0,y1;y0=1/4.0*log(5.0);cout<<"y0="<<y0<<" ";<="" p="">for(int n=1;n<=10;n++){ y1=-1.0/4.0*y0+1.0/(4.0*n);cout<<"y"<<n<<"="<<y1<<" ";<="" p="">y0=y1;if(n%3==0) cout<<endl;< p="">}}其结果为:y0=0.402359 y1=0.14941 y2=0.0876475 y3=0.0614215y4=0.0471446 y5=0.0382138 y6=0.0321132y7=0.027686 y8=0.0243285 y9=0.0216957y10=0.0195761 Press any key to continue2.无效算法利用递推公式y(n-1)=-4y(n)+1/n, 又由广义积分中值定理可得y(n)=1/((4n+1)(4ζ+1)), ζ∈(0,1),则1/(5(n+1))<y(n)程序为:#include#includevoid main(){ float y9,y10;y10=3.0 /55.0;cout<<"y10="<<y10<<" ";<="" p="">for(int n=9;n>=0;n--){ y9=-4.0*y10+1.0/(n+1);cout<<"y"<<n<<"="<<y9<<" ";<="" p="">y10=y9;if(n%3==0) cout<<endl;< p="">}}其结果为:y10=0.0545455 y9=-0.118182y8=0.583838 y7=-2.21035 y6=8.98427y5=-35.7704 y4=143.282 y3=-572.877y2=2291.84 y1=-9166.86 y0=36668.43.心得体会由有效算法与无效算法的结果可以知道:有效算法的误差的传递是逐步缩小的,而无效算法的误差的传递是逐步扩大的。
《计算方法》实验报告专业及班级 : 姓名:学号:日期:2013年6月12日一,方程求根1.用牛顿迭代法求解下列方程的正根(1)log(1+x)-x^2=0 x=7.468818e-001求解代码:牛顿迭代法的函数M文件:function x=Newt_n(f_name,x0)x=x0;xb=x+1;k=0;n=50;del_x=0.01;while abs(x-xb)>0.000001k=k+1;xb=x;if k>=n break;end;y=feval(f_name,x);y_driv=(feval(f_name,x+del_x)-y)/del_x;x=xb-y/y_driv;fprintf('k=%3.0f,x=%12.5e,y=%12.5e,yd=%12.5e\n',k,x,y,y_driv); end;fprintf('\n Final answer=%12.6e\n',x);待求方程的函数M文件:function y=eqn_1(x)y=log(x+1)-x^2;运行结果:Newt_n('eqn_1',1)k= 1,x=7.96954e-001,y=-3.06853e-001,yd=-1.51125e+000k= 2,x=7.50200e-001,y=-4.90424e-002,yd=-1.04895e+000k= 3,x=7.46936e-001,y=-3.07003e-003,yd=-9.40663e-001k= 4,x=7.46882e-001,y=-5.03365e-005,yd=-9.33074e-001k= 5,x=7.46882e-001,y=-6.30906e-007,yd=-9.32949e-001Final answer=7.468818e-001(2)e^x-5x=0 x=6.052671e-001待解方程:function y=eqn_1(x)y=exp(x)-5*x^2;运行结果:Newt_n('eqn_2',2)k= 1,x=1.00102e+000,y=-1.26109e+001,yd=-1.26239e+001 k= 2,x=6.88531e-001,y=-2.28918e+000,yd=-7.32552e+000 k= 3,x=6.11607e-001,y=-3.79584e-001,yd=-4.93453e+000 k= 4,x=6.05365e-001,y=-2.69226e-002,yd=-4.31343e+000 k= 5,x=6.05268e-001,y=-4.13312e-004,yd=-4.26254e+000 k= 6,x=6.05267e-001,y=-3.99547e-006,yd=-4.26175e+000 Final answer=6.052671e-001ans =0.6053(3)x^3+2x-1=0 x=4.533977e-001待解方程:function y=eqn_1(x)y=x^3+2*x-1;运行结果:Newt_n('eqn_3',3)k= 1,x=1.89997e+000,y=3.20000e+001,yd=2.90901e+001k= 2,x=1.15047e+000,y=9.65861e+000,yd=1.28868e+001k= 3,x=6.80277e-001,y=2.82368e+000,yd=6.00536e+000k= 4,x=4.82154e-001,y=6.75369e-001,yd=3.40884e+000k= 5,x=4.53984e-001,y=7.63945e-002,yd=2.71198e+000k= 6,x=4.53401e-001,y=1.53570e-003,yd=2.63202e+000k= 7,x=4.53398e-001,y=8.46834e-006,yd=2.63042e+000k= 8,x=4.53398e-001,y=4.41262e-008,yd=2.63041e+000 Final answer=4.533977e-001ans =0.4534(4)(x+2)^0.5-x=0 x=2.0000待解方程:function y=eqn_1(x)y=(x+2)^0.5-x;运行结果:Newt_n('eqn_4',1)k= 1,x=2.02879e+000,y=7.32051e-001,yd=-7.11565e-001 k= 2,x=2.00002e+000,y=-2.16052e-002,yd=-7.51049e-001 k= 3,x=2.00000e+000,y=-1.72788e-005,yd=-7.50157e-001 k= 4,x=2.00000e+000,y=-3.60276e-009,yd=-7.50156e-001 Final answer=2.000000e+000ans =2.00002.先用图解法确定初始点,然后再求方程 x sin x −1 = 0 x ∈[0,10]的所有根。