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数值分析实验题

实验3.1
编制以函数 为基的多项式最小拟合程序,并对表3.11中的数据作3次多项式最小二乘拟合.
表3.11
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
-4.447
-0.452
0.551
0.048
-0.447
0.549
4.552
取权数 ,求拟合曲线 中的参数 、平方误差 ,并作离散数据 的拟合函数 的图形.
h(x)结果如下
g(x)结果如下
结果分析:适当提高插值多项式的次数,可以提高逼近的精度,但次数太高反而会产生不良效果。主要是次数越高,计算工作量大,积累的误差也大;在整个区间上做高次多项式,但局部插值节点处的值有微笑偏差时,可能会影响整个区间上函数值的很大变化,使计算很不稳定。从上图可以看出,高次插值不准确。
解:matlab程序代码
实验结果:
实验4.1
实验目的:复化积分公式计算定积分.
实验题目:数值计算下列各Байду номын сангаас右端积分的近似值.
(1) (2)
(3) (4)
实验要求:
(1)若用复化梯形公式、复化Simpson公式和复化Gauss_Legendre I型公式做计算,要求绝对误差限为 ,分别利用它们的余项对每步算法做出步长的事先估计.
实验2.1多项式插值的振荡现象
问题提出:考虑在一个固定的区间上用插值逼近一个函数。显然Lagrange插值中的使用节点越多,插值多项式的次数就越高.我们自然就关心插值多项式的次数增加时, 是否也更加靠近被逼近的函数.Runge给出的一个例子就是极著名并富有启发性的.设区间[-1,1]上的函数
.
实验内容:考虑区间[-1,1]的一个等距划分,分点为
(2)分别用复化梯形公式、复化Simpson公式和复化Gauss_Legendre I型公式作计算.
(3)将计算结果与精确解作比较,并比较各种算法的计算量.
解:
Matlab程序代码
实验结果:
(1)复化梯形公式
(2)复化Simpson公式
(3)复化Gauss_Legendre I型公式
结果分析:对于使用同样节点数目,复化梯形公式、复化Simpson公式和复化Gauss_Legendre I型公式精确度依次提高,计算量也提高。
则拉格朗日插值多项式为
.
其中, 是n次Lagrange插值基函数.
实验要求:
(1)选择不断增大的分点数目 ,画出原函数 及插值多项式 在[-1,1]上的图像,并比较分析实验结果.
(2)选择其他的函数,例如定义在区间[-5,5]上的函数
重复上面的实验看结果如何.
解:matlab程序代码
实验结果:
f(x)结果如下
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