(整理)-2012计算方法试卷.

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《计算方法》2012年试题

一、 填空题
1、 设f(x)可微,且
,则求解方程x=f(x)的牛顿迭代公式为
2、 设矩阵A有如下分解:


则a= ,b=
3、 已知函数

是以-1,0,1为样条节点的三次样条函数,则a= ,b=
4、 若使数值积分公式 的代数精度最高,则
A1= ,A2=
5、 下列数据取自一个次数不超过5次的多项式P(x)
X 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
P(x) -1.0 0.5 2.5 5.0 8.0 11.5

则P(x)是 次多项式。
6、 设A= ,x(n)表示用幂法求A的按模最大特征值所对应的特征向量的第
n次近似值,若取x(0)=(0,1)T,则x(2011)=

二、 选择题
1、 设A为n阶实对称矩阵,P为n阶可逆矩阵,B=PAP-1,||A||r表示矩阵A的
r-范数, 表示A的谱半径,以下结论不正确的是

(A) (B) (C) (D)
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2、可以用Jacobi迭代法解线性方程组Ax=b的必要条件是
(A) 举证A的各阶顺序主子式全不为零 (B) A的谱半径
(C) 举证A的对角元素全不为零 (D) 矩阵A的算子范数

3、设A=(1,2,2)T,若存在Household矩阵H,使得Hx=σ(1,0,0)T,则

, ,
, ,
4、对于具有四个求积点(n=3)牛顿科特斯(Newton-Cotes)公式
, , , , ,

如果已知Cotes系数 ,则其余三个系数为
(A) , , (B) , ,
(C) , , (D) , ,
5、用二阶Runge-Kutta方法

求解常微分方程初值问题 ,其中:h>0为步长,xn=x0+nh,

为保证格式稳定,则步长h的取值范围是
(A) (B) (C) (D)
三、 计算解答题

1、设f(x)=e2x, , 。

(1) 写出或导出最高幂次系数为1的且次数不超过2的Legendre多项式L0(x),L1(x),
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L2(x);

(2) 记 , , 求出在 上的最佳平方逼近P2(x)。

2、 设
,给如下的数值积分公式:

其中:
表示在x=1处的到数值。

(1) 求常数A1、A2、A3使上述求积公式的代数精度最高;
(2) 导出上述求积公式的余项(或截断误差)R[f]=I-In

3、
4、 已知

(1) 找出参数 的最大范围,使得求解以A为系数矩阵的线性代数方程的
Gauss-Sidle迭代法收敛;
(2) 当 取何值时,Gauss-Sidle迭代法经有限次迭代后得到方程的精确解

5、
6、 已知方程

在区间[0.5,0.6]内有唯一的实根

(1) 试判断一下两种求上述方程的迭代格式的局部收敛性,并说明理由。
格式1: ,x0>0; 格式2: ,x0>0
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(2) 方程f(x)=0的根就是y=f(x)的反函数x=g(y)在y=0时x的值。已知下列数据是

的一组数

x
0.50 0.55 0.60
y 0.10653 0.02695 -0.05119
求出g(y)的差值多项式,在此基础上求方程

的近似根。

7、 给定求解常微分方程组初值问题 的单步法

其中, ,h>0为步长,
, 。
如果满足: ,则称上述单步法具有平方守恒律。
(1) 证明:用梯形公式解二阶方程初值问题: ,具有平方
守恒律;
(2) 用梯形公式解一阶方程组 ,(其中,A为m阶常系数矩阵)
所到处的公式具有平方守恒律,试给出矩阵A满足的一个充分条件,并证明你的
结论。

填空答案:1、 ;2、a=2,b=3;3、a=-1,b=0;4、A1=1/3,
A2=1/6;5、二次;6、

选择答案:DCBDA