计算方法——第一章——课后习题答案_刘师少

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1.1 设3.14, 3.1415, 3.1416分别作为π的近似值时所具有的有效数字位数

解 近似值x =3.14=0.314×101,即m =1,它的绝对误差是 -0.001 592 6…,有

31105.06592001.0-*⨯≤=- x x . 即n =3,故x =3.14有3位有效数字. x =3.14准确到小数点后第2位. 又近似值x =3.1416,它的绝对误差是0.0000074…,有 5-1*10⨯50≤00000740=-.. x x

即m =1,n =5,x =3.1416有5位有效数字. 而近似值x =3.1415,它的绝对误差是0.0000926…,有 4-1*10⨯50≤00009260=-.. x x

即m =1,n =4,x =3.1415有4位有效数字.

这就是说某数有s 位数,若末位数字是四舍五入得到的,那么该数有s 位有效数字

1.2 指出下列各数具有几位有效数字,及其绝对误差限和相对误差限:

2.0004 -0.00200 9000 9000.00

解 (1)∵ 2.0004=0.20004×101, m=1 绝对误差限:4105.0000049.020004.0-*⨯≤≤-=-x x x

m -n =-4,m =1则n =5,故x =2.0004有5位有效数字

1x =2,相对误差限000025.0102

21102151)1(1=⨯⨯=⨯⨯=---n r x ε (2)∵ -0.00200= -0.2×10-2

, m =-2 5105.00000049.0)00200.0(-*⨯≤≤--=-x x x

m -n =-5, m =-2则n =3,故x =-0.00200有3位有效数字

1x =2,相对误差限3110221-⨯⨯=

r ε=0.0025 (3) ∵ 9000=0.9000×104, m =4, 0105.049.09000⨯<≤-=-*x x x

m -n =0, m =4则n =4,故x =9000有4位有效数字

41109

21-⨯⨯=r ε=0.000056 (4) ∵9000.00=0.900000×104, m =4,

2105.00049.000.9000-*⨯<≤-=-x x x

m -n =-2, m =4则n =6,故x =9000.00有6位有效数字 相对误差限为6110921-⨯⨯=r

ε=0.000 00056

由(3)与(4)可以看到小数点之后的0,不是可有可无的,它是有实际意义的.

10-的近似值是多少?

1.3 ln2=0.69314718…,精确到3

10-=0.001,即绝对误差限是ε=0.0005,

解精确到3

故至少要保留小数点后三位才可以.ln2≈0.693

1.1 设3.14, 3.1415, 3.1416分别作为π的近似值时所具有的有效数字位数

解近似值x=3.14=0.314×101,即m=1,它的绝对误差是-0.001 592 6…,有

.

即n=3,故x=3.14有3位有效数字.x=3.14准确到小数点后第2位.

又近似值x=3.1416,它的绝对误差是0.0000074…,有

即m=1,n=5,x=3.1416有5位有效数字.

而近似值x=3.1415,它的绝对误差是0.0000926…,有

即m=1,n=4,x=3.1415有4位有效数字.

这就是说某数有s位数,若末位数字是四舍五入得到的,那么该数有s位有效数字1.2指出下列各数具有几位有效数字,及其绝对误差限和相对误差限:

2.0004 -0.00200 9000 9000.00 解(1)∵ 2.0004=0.20004×101, m=1

绝对误差限:

m-n=-4,m=1则n=5,故x=2.0004有5位有效数字

=2,相对误差限

(2)∵ -0.00200= -0.2×10-2, m=-2

m-n=-5,m=-2则n=3,故x=-0.00200有3位有效数字

=2,相对误差限 =0.0025

(3)∵ 9000=0.9000×104, m=4,

m-n=0,m=4则n=4,故x=9000有4位有效数字

=0.000056

(4) ∵9000.00=0.900000×104, m=4,

m-n=-2,m=4则n=6,故x=9000.00有6位有效数字

相对误差限为=0.000 00056

由(3)与(4)可以看到小数点之后的0,不是可有可无的,它是有实际意义的.

1.3 ln2=0.69314718…,精确到的近似值是多少?

解精确到=0.001,即绝对误差限是e=0.0005,

故至少要保留小数点后三位才可以.ln2»0.693

2.1 用二分法求方程在[1, 2]的近似根,要求误差不超过至少要二分多少?

解:给定误差限e=0.5×10-3,使用二分法时,误差限为

只要取k满足即可,亦即

只要取n=10.

2.3 证明方程1 -x–sin x=0 在区间[0, 1]内有一个根,使用二分法求误差不超过0.5×10-4的根要二分多少次?

证明令f(x)=1-x-sin x,

∵f(0)=1>0,f(1)=-sin1<0

∴f(x)=1-x-sin x=0在[0,1]有根.又

f¢(x)=-1-c os x<0 (xÎ[0.1]),故f(x) 在[0,1]单调减少,所以f(x) 在区间[0,1]内有唯一实根.

给定误差限e=0.5×10-4,使用二分法时,误差限为

只要取k满足即可,亦即

只要取n=14.