计算方法实验报告格式
小组名称:
组长姓名(班号):
小组成员姓名(班号):
按贡献排序情况:
指导教师评语:
小组所得分数:
一个完整的实验,应包括数据准备、理论基础、实验内容及方法,最终对实验结果进行分析,以达到对理论知识的感性认识,进一步加深对相关算法的理解,数值实验以实验报告形式完成,实验报告格式如下:
一、实验名称
实验者可根据报告形式需要适当写出.
二、实验目的及要求
首先要求做实验者明确,为什么要做某个实验,实验目的是什么,做完该实验应达到什么结果,在实验过程中的注意事项,实验方法对结果的影响也可以以实验目的的形式列出.
三、算法描述(实验原理与基础理论)
数值实验本身就是为了加深对基础理论及方法的理解而设置的,所以要求将实验涉及到的理论基础,算法原理详尽列出.
四、实验内容
实验内容主要包括实验的实施方案、步骤、实验数据准备、实验的算法以及可能用到的仪器设备.
五、程序流程图
画出程序实现过程的流程图,以便更好的对程序执行的过程有清楚的认识,在程序调试过程中更容易发现问题.
六、实验结果
实验结果应包括实验的原始数据、中间结果及实验的最终结果,复杂的结果可以用表格
形式列出,较为简单的结果可以与实验结果分析合并出现.
七、实验结果分析
实验结果分析包括对对算法的理解与分析、改进与建议.
数值实验报告范例
为了更好地做好数值实验并写出规范的数值实验报告,下面给出一简单范例供读者参考.
数值实验报告
小组名称: 小组成员(班号): 按贡献排序情况: 指导教师评语: 小组所得分数:
一、实验名称
误差传播与算法稳定性.
二、实验目的
1.理解数值计算稳定性的概念. 2.了解数值计算方法的必要性. 3.体会数值计算的收敛性与收敛速度.
三、实验内容
计算dx x x I n
n ⎰
+=
1
10
,1,2,,10n = . 四、算法描述
由 dx x x I n
n ⎰
+=
1
10
,知 dx x x I n n ⎰+=--101110,则
n
dx x dx x x x I I n n n n n 11010101011
11==++=+⎰⎰
---.
得递推关系: (I )=n I 1101
--n I n
,10,,2,1 =n . (II ))1
(1011
n n I n
I -=- ,1,,9,10 =n . 下面分别以(1)、(2)递推关系求解: 方案1 =
n I 1101
--n I n
,10,,2,1 =n . 当0=n 时,=+=
⎰
dx x I 1
010
1
㏑=1011㏑1.1,递推公式为
()10110,1,2,,10,ln 1.1.n
n I I n n I -⎧
=-=⎪⎨
⎪=⎩
(1) 方案2 )1
(1011n n I n
I -=
-,1,,9,10 =n . 当10<<x 时, n n n x x x x 10
110111≤+≤,则 dx x dx x x dx x n
n n 10
11011110101
⎰⎰⎰
≤+≤.
即
)
1(101)1(111+≤≤+n I n n .
取递推初值 )
110(22021])110(101)110(111[2110+=+++≈
I .递推公式为 11011(),10,9,,1,1021.
220(101)n n I I n n I -⎧
=-=⎪⎪
⎨⎪=+⎪⎩
(2) 取递推公式(1)中的初值095310.01.1ln 0≈=I ,得
10110, 1,2,,10,0.095310.
n
n I I n n I -⎧=-=⎪⎨
⎪≈⎩ 取递推公式(2)中的初值008678.010≈I ,得
1
1011(),10,9,,1,100.008678.
n n I I n n I -⎧
=-=⎪⎨
⎪≈⎩ 五、程序流程图
由于实验方案明显、简单,实现步骤及流程图省略.
六、实验结果
计算结果如表1-2:
表1-2 计算结果
七、实验结果分析
由递推公式(1)知当1.1ln 0=I 时,n I 应当为精确解,递推公式的每一步都没有误差的取舍,但计算结果033333.0~5=I >=016667.04~I ,6~
I 出现负值.由此看出,当n 较大时,用递推公式(1)中的n I ~
近似n I 是不正确的.
主要原因是初值095310.0~0=I 不是精确值,设有误差)~
(0I e ,由递推公式(1)知 )~
(10)~(1--=n n I e I e 则有
)~
()10()~(100)~(10)~(021I e I e I e I e n n n n -=-=-=--
误差)~(n I e 随n 的增大而迅速增加,增加到)~
(0I e 的n )10(-倍.由此可见,递推公式计算的误差不仅取决于初值的误差,公式的精确性,还依赖于误差的传递即递推计算的稳定性.
由递推公式(2)知 008678.010≈I ,n I 为估计值,并不精确,有1210
1
)(10≤I e ,而由)(10
1)(*
*
1n n I e I e -
=- 得 )()10
1()(**
0n n I e I e -
= 误差)(*
0I e 随递推公式逐步缩小.综上所述,在递推计算中,数值计算方法是非常重要的,
误差估计、误差传播及递推计算的稳定性都会直接影响递推结果.。