数值分析期末复习要点总结
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数值分析知识点总结一、数值分析的基本概念1. 数值分析的对象数值分析的对象是现实生活中的数字数据和信息。
这些数据和信息可以来自各个领域,包括自然科学、社会科学、技术工程等。
例如,物理实验中测得的实验数据、经济管理中的统计信息、天气观测中的气象数据等,都是数值分析的对象。
2. 数值分析的目的数值分析的主要目的是通过对数值数据和信息的定量分析,发现其中的规律,提取有用的信息,做出科学的预测和决策。
例如,通过对某种药物的临床试验数据进行数值分析,可以得出这种药物的疗效和毒性情况,为临床医生的治疗决策提供依据。
3. 数值分析的方法数值分析采用数学和计算机科学的方法对数值数据和信息进行处理和分析。
它涉及的具体方法包括数值计算、插值与逼近、数值微分和积分、常微分方程数值解、数值线性代数等。
二、数值分析的基本内容1. 数值计算数值计算是数值分析的基本方法之一,它包括离散化、数值稳定性、误差分析等内容。
离散化是将连续问题转化为离散问题,这是数值计算的基本工作方式。
数值稳定性研究的是数值方法对误差的敏感程度,是评价数值方法好坏的重要指标。
误差分析则研究数值计算中产生的误差的成因和大小。
2. 插值与逼近插值与逼近是数值分析的重要内容之一,它研究如何通过已知的数值数据估计未知函数的值。
插值是通过已知的离散数据点构造一个连续函数,使得这个函数通过这些数据点;逼近则是通过已知的离散数据点构造一个近似函数,使得这个函数与原函数的差尽量小。
3. 数值微分和积分数值微分和积分是数值分析的又一重要内容,它研究如何通过已知的函数值计算函数的导数和定积分值。
数值微分是通过函数值计算函数的导数值;数值积分则是通过函数值计算函数的定积分值。
这两项工作在科学计算中有着广泛的应用。
4. 常微分方程数值解常微分方程数值解也是数值分析的重要内容之一,它研究如何通过数值方法计算常微分方程的近似解。
常微分方程是自然界和技术工程中经常出现的数学模型,因此其数值解的研究有着广泛的应用价值。
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。
期末数值分析重点总结第一部分:数值逼近(Approximation)数值逼近是数值分析的基础,主要研究如何利用有限的计算资源得到逼近数学问题的有效算法。
数值逼近的主要内容包括多项式逼近、插值和最小二乘等。
1. 多项式逼近多项式逼近是指用一个多项式函数来逼近给定函数的值。
通过选择合适的多项式次数和插值点,可以使得多项式逼近误差最小化。
其中最常用的方法是最小二乘法,它可以通过最小化残差来得到最佳的多项式逼近。
多项式逼近在信号处理、图像处理和计算机图形学等领域中有广泛的应用。
2. 插值插值是指通过已知数据点的函数值来估计在其他点的函数值。
常用的插值方法有拉格朗日插值和牛顿插值。
拉格朗日插值通过构造一个满足插值条件的多项式来逼近给定函数。
牛顿插值则利用差商的概念来构造插值多项式。
插值方法在数值微分和数值积分中有广泛的应用。
3. 最小二乘最小二乘是一种在一组离散数据点上拟合曲线的方法。
通过最小化数据点与拟合曲线之间的欧几里得距离,可以得到最佳拟合曲线。
最小二乘法可以用于曲线拟合、参数估计和数据关联等问题。
第二部分:数值解方程(Numerical Solution of Equations)数值解方程是数值分析的重要内容之一,研究如何通过数值计算来求解非线性方程组和线性方程组。
数值解方程的主要方法有迭代法、常微分方程数值解和偏微分方程数值解等。
1. 迭代法迭代法是求解非线性方程组的常用方法之一。
通过不断迭代逼近方程的根,可以得到方程组的数值解。
常用的迭代法有牛顿迭代法和弦截法。
迭代法在计算机辅助设计、优化和数据分析等领域中有广泛的应用。
2. 常微分方程数值解常微分方程数值解研究如何通过数值计算来求解常微分方程。
常微分方程数值解的主要方法有Euler方法、Runge-Kutta方法和线性多步法等。
常微分方程数值解在物理学、工程学和生物学等领域中有广泛的应用。
3. 偏微分方程数值解偏微分方程数值解研究如何通过数值方法来求解偏微分方程。
Chapter 1 误差误差限计算、有效数字分析•绝对课差址t洵准确俏”*为工的-个近似偵「称T —工対近似偵.T '的絶村谋差,简厳供邛*可简记为E.|g(T)|=| T —*|兰£(/)数值貞门称为T的11绐对误差限或误差限*l『*、F(x ) x —x E© ) = —=——为近似值/的担zt溟誉可简{己址•有效数字若才作加的近tilt其鲍对误差的绝对值不超过某一位数字的半个单恆,而该位数字到F的第—位非零数字共有斤位關称用F近恤时具有血有效做字'简称丫有畀位有效数字.Chapter 2插值法差值条件(唯一性)1、拉格朗日差值a) 插值基函数b) 差值余项2.2拉格朗曰抽值2.2.1基函数考虑最简单、晟舉本的骼值问起+ 求押次插值家项式『低)…肋,便加滿足播值条伸可知,除斗点外.其余都星”.巧的零点■械可诛< (A) ^.4(X 一%[…(-V址 d 為"* <A -A;)X)=A(X - J- (A- - \_, )(.Y -J)其中M为常數.由&工戶1町得』=-------------------- -----------------(閔円)心7冷K%-咖卜-a -斗)和対讼>:T^V为准确血"为玄的一个近似伉称relativeerror称之为拉厳朗LI垒曲绘都是M次帝项武.. 2.1.2拉榕朗n插佢雾项式利用拉辭朗H皋啦数/态人构造次数不趙过"的雾项式£(巧二必机朗+^( v) + •…I J;/,(.v) = £昭(曰可知其搆足7韩为拉格阴Id插说饕砂式.再由插菽牟嘶的唯亠杵“ 鲁 D I特别地*造时又叫钱件擂僮其几何童又为过两点的直级-当*匸2时又叫拋物<线)掩值•具几何鳶义为过三点的拋物线.滾丘阖淘若取人1).伸伏=札1*…飒由插痕参项式的唯一性有£址工)# =x\ k= 0」厂』特别当k-OfiL就得到£佃-1□则铉格朗U的丄抚抽值雾项式为V)= j^(j(X> + I'Jj (x> + j/2(.v) * MQO=(2)弓…仗扣讪—协-町H^)xll(A + l)(r-JX^ 4}+3x —(x H)(x-LXx-3) 8 15■裁1M T-3X V-4)+^X HX A-1M A4)+ l(.v+lX.v-lXr-3)+ 3)a 1已知$ =五,耳=4眄=S.用皴件插值f即一次插惟藝坝如历的近似值.解片=2・曲=3•菇函数付别为:t-9 1 x-4 I4(J)=——=—(x-9j, Zjx)=——= -{x -4)砂14-9 5尸门9-4 5播債孝项式为V)-片fj.i) +」'占(巧-2x^(.v 夕”:(* 4)---(.V 4 J -4)(- (X + fr))所以乔金厶⑺二空R点5使2求过啟-1,-毎川』人(乱-创*(4」)的抛物线播值(即三次插値务项式).蔦-U 斗=-t t A|二L x2=3»A3- 4以为苗点加墓函.数分别为:厶何」匸迪住1±J (.r +lXA -3}(x-4)1(1 ► 1)(1-3)(1- 4J 12心)」:十汽-1年¥二Uw心一ncz (34-1X3-1X3-4) K=⑴】心-叭7= *十叫讣7】(4 + IX4-1X4-3) 152.23極値肇项M tt'r滾^Ji n(x)=f(x)兀糾也称为"次1川甘"叱插伯赛境式的余坝。
数值分析期末知识点总结一、引言数值分析是一门研究如何使用计算机提高数学模型数值计算精度和效率的学科。
它是计算数学的一个重要分支,涉及到数值计算、数值逼近和误差分析等一系列内容。
在数值分析课程中,我们将学习到数值解微分方程、线性代数问题的求解、插值与拟合、积分等一系列内容。
本文将对数值分析期末知识点进行总结,以便帮助大家复习。
二、常见数值计算方法1. 插值与拟合插值与拟合是数值分析中重要的内容,它们用于在给定数据点集上构造一个函数,以便在其他点上进行求值。
插值是通过一些已知数据点来求得一个函数,使得这个函数能够通过这些点,而拟合则是通过已知数据点来求得一个函数,使得这个函数在这些点附近能够比较好地拟合数据。
常见的插值方法包括线性插值、拉格朗日插值、牛顿插值等;而拟合方法包括最小二乘法拟合、多项式拟合等。
2. 数值解微分方程数值解微分方程是数值分析的一个重要内容,它讨论如何使用计算机对微分方程进行数值求解。
微分方程是自然界中描述变化的数学方程,它们在物理学、化学、生物学等领域都有着重要的应用。
数值解微分方程的方法包括欧拉法、中点法、四阶龙格-库塔法等。
3. 数值线性代数数值线性代数是数值分析领域的另一个重要内容,它讨论如何使用数值方法解决线性代数问题。
原始的线性代数问题可能非常大或者非常复杂,因此我们常常需要使用计算机进行数值计算。
数值线性代数的方法包括高斯消元法、LU分解、Jacobi迭代法、Gauss-Seidel 迭代法等。
4. 数值积分数值积分是数值分析的一个重要内容,它讨论如何使用数值方法对积分进行数值求解。
在实际问题中,有很多积分问题是无法解析求解的,因此我们需要使用数值方法进行近似求解。
数值积分的方法包括复合辛普森法、复合梯形法、龙贝格积分法等。
三、数值分析的误差分析在数值计算过程中,我们会遇到误差的问题。
这些误差可能来自于测量、舍入、截断等各种原因。
因此,误差分析是数值分析中一个非常重要的内容。
《数值分析》期末复习纲要 第一章 数值计算中的误差分析主要内容(一)误差分析 1、误差的基本概念:(1)绝对误差:设x 是精确值, *x 是其近似值,则称()E x x x*=-是近似值*x 的绝对误差,简称误差。
特点:可正可负,带量纲。
(2)相对误差:称()r x x E x x *-=是近似值*x 的相对误差,若精确值x 未知,则定义()r x x E x x **-=。
注: 由四舍五入得到的近似值,误差不超过最末位的半个单位(准确到最末位)。
2、有效数字的概念:P6;3、算法的数值稳定性:数值稳定的算法:初始数据所带有的误差在计算的过程中能得到有效控制,不至于因误差的过度增长影响计算结果的精度。
数值不稳定的算法:初始数据所带有的误差在计算的过程中得不到有效控制,以至于因误差的过度增长而使计算结果的精度大大降低。
P11:例子(二)算法设计的基本准则P11-15 应用实例:课堂练习,作业基本要求1、掌握误差、有效数字等基本概念2、熟记算法设计准则,并能依据算法设计准则构造或选择计算公式。
(参见课堂练习、作业)第二章 线性代数方程组的数值解法直接法:不计初始数据的误差和计算过程中的舍入误差,经过有限步四则运算求得方程组的精确解。
迭代法:先给出方程组解的某一初始值,然后按照一定的迭代法则(公式)进行迭代,经过有限次迭代,求得满足精度要求的方程组的近似解。
主要内容(一)直接法的基本模式:高斯顺序消去法基本思想:按照各方程的自然排列顺序(不交换方程),通过按列消去各未知元,将方程组化为同解的三角形方程组来求解求解过程:⎩⎨⎧回代过程消元过程应用实例:课堂例题;练习 (二)高斯列主元消去法基本思想:按列消元,但每次按列消元之前,先选取参与消元的 方程首列系数,选取绝对值最大者,通过交换方程,使之成为主元,再进行消元。
(每一步消元之前先按列选取主元) 应用实例:课堂例题,作业(三)迭代法基本原理:(1)将原方程组b Ax =改写成如下等价形式:f Bx x += (2)构造相应的迭代公式:f Bx x m m +=-)1()((3)任取一初始向量)0(x代入上述迭代公式,经迭代得到向量序列{}Tm n m m m x x x x ),,,()()(2)(1)( =,如果该向量序列{})(m x 收敛于某一向量Tn x x x x ),,,(21****= ,即),,2,1(lim )(n i x x i m i m ==*∞→Tn x x x x ),,,(21****= 即为原方程组的解。
《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。
数值分析期末总结与体会数值分析是一门应用数学课程,主要研究数值计算方法和数值计算误差,并为实际问题提供数值计算解决方案。
在本学期的学习中,我深入学习了数值计算的基本概念与原理,并通过编程实践掌握了常见的数值计算方法。
在期末考试前夕,我对这门课的学习经历进行了总结与体会,下面是我对数值分析的期末总结与体会。
一、总结1. 知识掌握:在学习过程中,我通过系统的学习,掌握了课程中介绍的求根问题、插值问题、数值积分和数值微分等数值计算方法。
我了解了牛顿迭代法、二分法、割线法等求解非线性方程根的方法,熟悉了拉格朗日插值、牛顿插值等插值方法,学会了辛卜生插值多项式、三次样条插值等高级插值方法。
同时,我还学习了梯形法则、辛普森法则等数值积分算法,掌握了欧拉法、龙格-库塔法等数值微分算法。
2. 编程实践:在理论学习的基础上,我通过编写程序加深了对数值计算方法的理解与掌握。
我使用Python语言编写了求解非线性方程根、插值计算、数值积分和数值微分的代码,并通过实际运行验证了这些数值计算方法的正确性与有效性。
编程实践过程中,我深刻体会到了算法的重要性,不同的算法对于同一个数值计算问题,可能会有不同的效果。
3. 数值计算误差:在学习数值计算的过程中,我逐渐认识到数值计算误差的存在与产生机理。
由于计算机内部采用的是二进制表示法,而浮点数的二进制表示无法准确表示所有的实数,从而引入了舍入误差;另外,数值计算方法本身也存在精度误差,例如插值多项式的截断误差、数值积分的数值误差等。
掌握数值计算误差的产生原因和估计方法,对于正确评估数值计算结果的精度至关重要。
4. 应用实例:在学习过程中,我们还分析了各种实际问题,并通过数值计算方法得到了解决方案。
例如,在求根问题中,我们可以利用牛顿迭代法估计气体状态方程的参数;在插值问题中,我们可以使用拉格朗日插值方法恢复图像;在数值积分中,我们可以利用梯形法则或辛普森法则计算定积分;在数值微分中,我们可以应用欧拉法或者龙格-库塔法求解微分方程等。
数值分析期末总结论文一、课程概述数值分析是计算数学的重要分支,主要研究数值计算方法和算法,并通过计算机实现,解决实际问题中数字计算的相关难题。
本学期的数值分析课程主要介绍了数值计算中的数值误差、插值与逼近、数值积分与数值微分以及常微分方程的数值解法等内容。
二、知识点总结1. 数值误差在计算过程中,由于计算机系统的有限位数表示和处理能力的限制,导致数值计算结果与精确解之间存在误差。
数值误差主要包括截断误差和舍入误差。
我们学习了数值计算中的绝对误差和相对误差,并介绍了浮点数表示法和浮点数运算的原理。
另外,对于一些特殊函数,如指数函数和三角函数,我们还学习了它们的数值计算方法。
2. 插值与逼近在实际问题中,往往需要根据已知数据点,通过插值或逼近方法得到未知点的近似值。
我们学习了插值多项式的构造方法,包括拉格朗日插值和牛顿插值。
在逼近方法中,我们学习了最小二乘逼近原理,介绍了线性最小二乘逼近和非线性最小二乘逼近的相关概念和方法。
3. 数值积分与数值微分数值积分是计算定积分的近似值的方法。
我们学习了数值积分的基本概念和方法,包括梯形法则、辛普森法则和高斯积分法。
与数值积分相对应的是数值微分,它是计算导数的近似值的方法。
我们学习了差商公式和微分方程初值问题的数值解法。
4. 常微分方程的数值解法常微分方程是自然科学和工程技术领域中常见的数学模型。
我们学习了常微分方程数值解法的基本思想和方法,包括欧拉法、改进欧拉法、四阶龙格-库塔法等。
三、学习收获1. 理论知识:通过本学期的学习,我对数值分析领域的基本概念和方法有了更深入的理解。
掌握了数值计算中的数值误差分析方法,为后续计算准确性估计提供了基础。
了解并熟悉了插值与逼近方法,为解决实际问题提供了有效途径。
学习了数值积分与数值微分的基本原理和计算方法,提高了数值计算的准确性和效率。
初步了解了常微分方程的数值解法,为解决实际科学问题提供帮助。
2. 实践能力:通过编程实践,我得到了锻炼和提高。
数值分析期末复习要点总结数值分析是一门研究用数值方法来解决数学问题和科学工程问题的学科。
它包括数值计算、数值逼近、数值求解以及数值模拟等内容。
本文将从数值计算的基础知识、数值逼近方法、数值求解方法以及数值模拟方法等方面进行复习要点总结。
一、数值计算的基础知识1. 计算误差:绝对误差、相对误差、有效数字、舍入误差等等。
2. 机器精度:机器数、舍入误差、截断误差等等。
3. 数值稳定性:条件数、病态问题等等。
4. 误差分析:前向误差分析、后向误差分析等等。
二、数值逼近方法1. 插值方法:拉格朗日插值、Newton插值、Hermite插值等等。
2. 曲线拟合:最小二乘法、Chebyshev逼近等等。
3. 数值微分:前向差分、后向差分、中心差分等等。
4. 数值积分:梯形法则、Simpson法则等等。
三、数值求解方法1. 非线性方程求解:二分法、牛顿迭代法、弦截法等等。
2. 线性方程组求解:直接法(Gauss消元法、LU分解法)和迭代法(Jacobi法、Gauss-Seidel法)。
3. 特征值和特征向量:幂法、反幂法、QR分解法等等。
4. 非线性最优化问题:牛顿法、拟牛顿法、梯度下降法等等。
四、数值模拟方法1. 常微分方程数值解法:Euler法、改进Euler法、Runge-Kutta法等等。
2. 偏微分方程数值解法:差分法、有限元法、有限差分法等等。
3. 数值优化方法:线性规划、非线性规划、整数规划等等。
五、数值计算软件1. MATLAB基础:向量、矩阵、符号计算等等。
2. MATLAB数值计算工具箱:插值与拟合工具箱、符号计算工具箱等等。
3. 其他数值计算软件:Python、R、Octave等等。
总结数值分析是一门重要的数学学科,它为解决实际问题提供了有效的数值方法。
在数值计算的基础知识中,我们需要了解计算误差、机器精度和数值稳定性等概念,同时也需要掌握误差分析的方法。
数值逼近方法包括插值、曲线拟合、数值微分和数值积分等内容,其中插值和拟合是常见的逼近方法。
第一章(有效数字位数)1、经四舍五入取近似值,其绝对误差限不超过末尾数字的半个单位。
2、设X*为准确值,X为近似值,称e=X*-X为近似值X的绝对误差,简称误差(显然e可正可负,准确值X*未知,因此e的准确值无法求出)3、|e|=|X-X*|≤ŋ,则称ŋ为近似值X的绝对误差限,简称误差限。
4、e r=e/X*称为相对误差,由于准确值X*总是未知的,所以也把e r*=e/X称为近似值X的相对误差5、|e r*|=|e/X|≤ŋ*,则称ŋ*为近似值X的相对误差限6、设X是X*的近似值,如果|X*-X|≤1/2×10-k,则称用X近似值表示X*时准确到小数点后第k位,并称从小数点后第k位起,直到最左边的非零数字之间的所有数字为有效数字,称有效数字的位数为有效数位。
7、设X是X*的近似值,X=±10m×0.a1a2…,其中a i(i=2,3…)是0到9之间的自然数,a1≠0,m为整数,如果|X*-X|≤1/2×10m-n,那么称近似值有n位有效数字。
8、四舍五入所得到的数均为有效数字,但并不是说非四舍五入所得到的数不能为有效数字。
第二章、非线性方程求根(不动点迭代、牛顿法、弦截法、快速弦截法、局部收敛、全局收敛、收敛阶)1、不动点迭代法(迭代法)(单根区间求解方法):将非线性方程f(x)=0化为一个同解方程x=ø(x),若要求f(x*)=0,则x*=ø(x*),称x*为f(x)的零点,为ø(x)的一个不动点。
2、定理:设迭代函数ø(x)在【a,b】上连续,且满足(1)当x∈【a,b】时,a≤ø(x)≤b,(2)存在一正数L,满足0<L<1,且∀x∈【a,b】,有|ø/(x)|≤L<1。
则1、方程x=ø(x)在【a,b】内有唯一解x*。
2、对于任意初值x0∈【a,b】,迭代法x k+1=ø(x k)均收敛x*3、设ø(x)有不动点x*,如果存在x*的一个邻域 S:|X*-X|< ŋ,对任意初值x0∈S,迭代过程x k+1=ø(x k)均收敛,则称迭代过程在根x*邻近局部收敛。
数值分析知识点大全总结一、数值计算方法数值计算方法是数值分析的基础,它涵盖了数值逼近、数值积分、插值与拟合、数值微分与数值积分、解线性方程组、求解非线性方程与方程组、解常微分方程等内容。
下面我们将逐一介绍这些方面的知识点。
1. 数值逼近数值逼近是研究如何用简单的函数来近似一个复杂的函数的方法。
常见的数值逼近方法包括多项式逼近、三角函数逼近、曲线拟合等。
其中,最为重要的是多项式逼近,它可以用来近似任意函数,并且具有较好的数学性质。
2. 数值积分数值积分是研究如何用离散的数据来估计连续函数的积分值的方法。
常见的数值积分方法包括梯形公式、辛普森公式、龙贝格公式等。
其中,辛普森公式是一种较为精确的数值积分方法,它可以用来估计任意函数的积分值,并且具有较好的数值稳定性。
3. 插值与拟合插值与拟合是研究如何用离散的数据来构造连续函数的方法。
常见的插值方法包括拉格朗日插值、牛顿插值等。
而拟合方法则是研究如何用简单的函数来拟合复杂的数据,常见的拟合方法包括最小二乘法、最小二乘多项式拟合等。
4. 数值微分与数值积分数值微分与数值积分是研究如何用差分方法来估计导数与积分的值的方法。
常见的数值微分方法包括向前差分、向后差分、中心差分等。
而数值积分方法则可以直接用差分方法来估计积分的值。
5. 解线性方程组解线性方程组是研究如何用迭代法或直接法来求解线性方程组的方法。
常见的迭代法包括雅各比迭代法、高斯-赛德尔迭代法等。
而直接法则是指用消元法来求解线性方程组的方法。
6. 求解非线性方程与方程组求解非线性方程与方程组是研究如何用迭代法来求解非线性方程与方程组的方法。
常见的迭代法包括牛顿法、割线法等。
其中,牛顿法是一种非常高效的求解非线性方程与方程组的方法,它具有收敛速度快的特点。
7. 解常微分方程值积分方法包括龙格-库塔法、变步长欧拉法、变步长龙格-库塔法等。
其中,龙格-库塔法是一种较为精确的数值积分方法,它可以用来求解各种类型的常微分方程。