东南大学高等数学实验报告

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-- 高等数学数学实验报告

实验人员:院(系) _自动化_

学号 _08012332_

姓名

杨宸骅

实验地点:计算机中心机房

实验一

一、实验题目:设数列}{nx由下列递推关系式给出:),2,1( ,21211nxxxxnnn,观察数列11111121nxxx的极限。

二、实验目的和意义

利用数形结合的方法观察数列的极限,从点图上看出数列的收敛性,近似地观察出数列的收敛值.

三、程序设计

四、程序运行结果

23

1.2381

1.67053

1.91835

1.99384

1.99996

2. --

-- 468100.511.522.53

n10,Result2.

五、结果的讨论和分析

1、从结果中可以看到极限无限靠近

2、观察比较方便,利于初学者的学习。 --

-- 实验二

一、 实验题目:已知函数)45(21)(2xcxxxf,作出并比较当c分别取-1,0,1,2,3时的图形,并从图上观察极值点、驻点、单调区间、凹凸区间以及渐近线。

二、 实验目的和意义

熟悉Mathematica所具有的良好的作图功能,并通过函数图形来认识函数,运用函数的图形来观察和分析函数的有关性态,建立数形结合的思想。

三、 程序设计

四、程序运行结果

函数)(xf在c=-1,0,1,2,3时的图像分别如下:

-4-224-7.5-5-2.52.557.5

-4-224-10-5510--

-- -4-22450100150200250300

-4-2240.20.40.60.81-4-2240.10.20.30.40.5--

-- 五、结果的讨论和分析

C值对函数图形性态的影响很大,从图上可以很直观地观察到极值点、驻点、单调区间、凹凸区间以及渐近线。

ﻬ实验三

实验题目:作出函数Y=ln(cosx^2+sinx) (- π/4, π/4)的函数图形和泰勒展开式图形,选取不同的X0和n,并进行比较。

二、实验目的和意义

利用Mathematica计算函数的各阶泰勒多项式,并通过绘制曲线图形,进一步掌握泰勒展开与函数的逼近思想。

三、程序设计

y[x_] :=log[cos[x^2]+sin[x]];

Plot[y[x],{x,-Pi/4,Pi/4}]

Clear;

y[x_] :=log[cos[x^2]+sin[x]];

t=Table[Normal[Series[y[x],{x,0,i}]],{I,0,10,2}];

PrependTo[t];

Plot[Evaluate[t],{x,-Pi/4,Pi/4}]

Clear;

y[x_] :=log[cos[x^2]+sin[x]];

t1=Table[Normal[Series[y[x],{x,5,10}]]];

PrependTo[t1];

Plot[{t1},{x,-Pi/4,Pi/4}]

四、程序运行结果

原函数图形。 --

-- -0.75-0.5-0.250.250.50.75-2-1.5-1-0.5

固定x0=0时,n取不同值时的函数图像。

当n=1时

-0.75-0.5-0.250.250.50.75-2-1.5-1-0.50.5

当n=5时

-0.75-0.5-0.250.250.50.75-2-1.5-1-0.50.5

当n=10时 --

-- -0.75-0.5-0.250.250.50.75-2-1.5-1-0.5

在x0分别为0,-0.5,0.25上f(x)的4阶泰勒展开式

-0.75-0.5-0.250.250.50.75-2-1.5-1-0.50.51

五、结果的讨论和分析

从实验结果可以看出,函数的泰勒多项式对于函数的近似程度随着阶数的提高而提高,但是对于任一确定次数的多项式,它只在展开点附近的一个局部范围内才有较好的近似精确度。

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-- 实验四

实验题目:分别用梯形法、抛物线法计算定积分202sindxx的近似值(精确到0.0001)。

二、实验目的和意义

利用该实验,计算出未用算式给出或原函数很难计算的被积函数的定积分。

三、程序设计

1.采用梯形法

在Mathematica命令窗口中输入如下命令并运行:

2.采用抛物线法

在Mathematica命令窗口中输入如下命令并运行:

四、程序运行结果

1.采用梯形法得出定积分202sindxx的近似值为1.29199。

2.采用抛物线法得出定积分202sindxx的近似值为1.29193。

五、结果的讨论和分析

从实验结果可以看出,抛物线法币梯形法收敛得要快。

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-- 实验五

一、实验题目

求 在区间[2,5]上初值问题{ 		 的数值解,并求出数值解的图形。

二、实验目的和意义

在本实验中,我们求解一些简单常用的微分方程的方法,以及微分方程的数值解的方法。

三、计算公式。

四、程序设计

五、程序运行结果{{y[x] -&#62; InterpolatingFunction[{{2., 5.}}, <&#62;][x]}}