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《数值计算方法》试题集及答案1.doc
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《数值计算方法》试题集及答案
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《数值计算方法》复习试题
一、填空题:
1、
410
141
014
A
,则 A 的 LU 分解为
A
。
答案:
1556
1415
014
11540
141
1
A
2 、 已 知
3.1)3(,2.1)2(,0.1)1( fff
, 则 用 辛 普 生 ( 辛 卜 生 ) 公 式 计 算 求 得
3
1
_________)( dxxf
,用三点式求得
)1(f
。
答案:2.367,0.25
3、
1)3(,2)2(,1)1( fff
,则过这三点的二次插值多项式中
2
x
的系数为 ,拉
格朗日插值多项式为 。
答案:-1,
)2)(1(
2
1
)3)(1(2)3)(2(
2
1
)(
2
xxxxxxxL
4、近似值
*
0.231x
关于真值
229.0x
有( 2 )位有效数字;
5、设
)(xf
可微,求方程
)(xfx
的牛顿迭代格式是( );
答案
)(1
)(
1
n
nn
nn
xf
xfx
xx
6、对
1)(
3
xxxf
,差商
]3,2,1,0[f
( 1 ),
]4,3,2,1,0[f
( 0 );
7、计算方法主要研究( 截断 )误差和( 舍入 )误差;
8、用二分法求非线性方程 f (x)=0 在区间(a,b)内的根时,二分 n 次后的误差限为(
1
1
2
n
ab
);
9 、 求 解 一 阶 常 微 分 方 程 初 值 问 题
y
= f (x,y) , y(x
0
)=y
0
的 改 进 的 欧 拉 公 式 为 (
)],(),([
2
111
nnnnnn
yxfyxf
h
yy
);
10 、 已知 f(1) = 2 , f(2) = 3 , f(4) = 5.9 , 则 二 次 Newton 插 值 多 项 式 中 x
2
系 数 为 (
0.15 );
11、 两点式高斯型求积公式
1
0
d)( xxf
≈(
1
0
)]
32
13
()
32
13
([
2
1
d)( ffxxf
),代数精
度为( 5 );
12、 解线性方程组 Ax=b 的高斯顺序消元法满足的充要条件为(A 的各阶顺序主子式均
不为零)。
13、 为了使计算
32
)1(
6
)1(
4
1
3
10
xx
x
y
的乘除法次数尽量地少,应将该表
达式改写为
1
1
,))64(3(10
x
tttty
,为了减少舍入误差,应将表达式
19992001
改写为
19992001
2
。
14、 用二分法求方程
01)(
3
xxxf
在区间[0,1]内的根,进行一步后根的所在区间
为 0.5 , 1 ,进行两步后根的所在区间为 0.5 , 0.75 。
15、 计算积分
1
5.0
dxx
,取 4 位有效数字。用梯形公式计算求得的近似值为 0.4268 ,
用辛卜生公式计算求得的近似值为 0.4309 ,梯形公式的代数精度为 1 ,辛卜生
公式的代数精度为 3 。
2
16、 求解方程组
042.0
153
21
21
xx
xx
的高斯—塞德尔迭代格式为
20/
3/)51(
)1(
1
)1(
2
)(
2
)1(
1
kk
kk
xx
xx
,该迭
代格式的迭代矩阵的谱半径
)(M
=
12
1
。
17、 设
46)2(,16)1(,0)0( fff
,则
)(
1
xl
)2()(
1
xxxl
,
)(xf
的二次牛顿插
值多项式为
)1(716)(
2
xxxxN
。
18、 求积公式
b
a
k
n
k
k
xfAxxf )(d)(
0
的代数精度以( 高斯型 )求积公式为最高,具有(
12 n
)次代数精度。
19、 已知 f (1)=1,f (3)=5,f (5)=-3,用辛普生求积公式求
5
1
d)( xxf
≈( 12 )。
20、 设 f (1)=1, f(2)=2,f (3)=0,用三点式求
)1(f
( 2.5 )。
21、如果用二分法求方程
04
3
xx
在区间
]2,1[
内的根精确到三位小数,需对分( 10 )次。
22、已知
31)1()1()1(
2
1
10
)(
23
3
xcxbxax
xx
xS
是三次样条函数,则
a
=( 3 ),
b
=( 3 ),
c
=( 1 )。
23、
)(,),(),(
10
xlxlxl
n
是以整数点
n
xxx ,,,
10
为节点的 Lagrange 插值基函数,则
n
k
k
xl
0
)(
( 1 ),
n
k
kjk
xlx
0
)(
(
j
x
),当
2n
时
)()3(
2
0
4
xlxx
kk
n
k
k
(
3
24
xx
)。
24、解初值问题
0 0
( , )
( )
y f x y
y x y
的改进欧拉法
)],(),([
2
),(
]0[
111
]0[
1
nnnnnn
nnnn
yxfyxf
h
yy
yxhfyy
是
2 阶方法。
25、区间
ba,
上的三次样条插值函数
)(xS
在
ba,
上具有直到_____2_____阶的连续导数。
26、改变函数
f x x x( ) 1
(
x 1
)的形式,使计算结果较精确
xx
xf
1
1
。
27、若用二分法求方程
0xf
在区间[1,2]内的根,要求精确到第 3 位小数,则需要对分 10 次。
3
28、设
21,
10,2
23
3
xcbxaxx
xx
xS
是 3 次样条函数,则
a= 3 , b= -3 , c= 1 。
29、若用复化梯形公式计算
1
0
dxe
x
,要求误差不超过
6
10
,利用余项公式估计,至少用 477
个
求积节点。
30 、 写 出 求 解 方 程 组
24.0
16.1
21
21
xx
xx
的 Gauss-Seidel 迭 代 公 式
,1,0,
4.02
6.11
1
1
1
2
2
1
1
k
xx
xx
kk
kk
,迭代矩阵为
64.00
6.10
,此迭代法是否收敛 收敛 。
31、设
A
5 4
4 3
,则
A
9 。
32、设矩阵
4 8 2
2 5 7
1 3 6
A
的
A LU
,则
U
4 8 2
0 1 6
1
0 0
2
U
。
33、若
4
3 2 1( )f x x x
,则差商
2 4 8 16 32[ , , , , ]f
3 。
34、数值积分公式
1
1
2
1 8 0 1
9
( ) [ ( ) ( ) ( )]f x dx f f f
的代数精度为 2 。
35、 线性方程组
1 2 1
0 1 5
1 1 2
1 0 3
x
的最小二乘解为
1
1
。
36、设矩阵
3 2 1
2 0 4
1 3 5
A
分解为
A LU
,则
U
3 2 1
4 10
0
3 3
21
0 0
2
。
二、单项选择题:
1、 Jacobi 迭代法解方程组
bx A
的必要条件是( C )。
A.A 的各阶顺序主子式不为零 B.
1)( A
C.
nia
ii
,,2,1,0
D.
1A
4
2、设
700
150
322
A
,则
)( A
为( C ).
A. 2 B. 5 C. 7 D. 3
3、三点的高斯求积公式的代数精度为( B )。
A. 2 B.5 C. 3 D. 4
4、求解线性方程组 Ax=b 的 LU 分解法中,A 须满足的条件是( B )。
A. 对称阵 B. 正定矩阵
C. 任意阵 D. 各阶顺序主子式均不为零
5、舍入误差是( A )产生的误差。
A. 只取有限位数 B.模型准确值与用数值方法求得的准确值
C. 观察与测量 D.数学模型准确值与实际值
6、3.141580 是 π 的有( B )位有效数字的近似值。
A. 6 B. 5 C. 4 D. 7
7、用 1+x 近似表示 e
x
所产生的误差是( C )误差。
A. 模型 B. 观测 C. 截断 D. 舍入
8、解线性方程组的主元素消去法中选择主元的目的是( A )。
A.控制舍入误差 B. 减小方法误差
C.防止计算时溢出 D. 简化计算
9、用 1+
3
x
近似表示
3
1 x
所产生的误差是( D )误差。
A. 舍入 B. 观测 C. 模型 D. 截断
10、-324.7500 是舍入得到的近似值,它有( C )位有效数字。
A. 5 B. 6 C. 7 D. 8
11、设 f (-1)=1,f (0)=3,f (2)=4,则抛物插值多项式中 x
2
的系数为( A )。
A. –0.5 B. 0.5 C. 2 D. -2
12、三点的高斯型求积公式的代数精度为( C )。
A. 3 B. 4 C. 5 D. 2
13、( D )的 3 位有效数字是 0.236×102。
5
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