数值分析作业一
习题 9:
解:求1
0(arccos )n I x dx =⎰的稳定递推公式 21/20/2/2
100n 1n 2~00001()/221101221y=x=cosy dx=-sinydy
x [0,/2]
I siny.cos .n.cosy..(/2)-n(n-1)I =(1)!E (n )(1)(n 1)!E (n n n n n n n n n y dy
y y y dy
n I E I I E n E πππππ---+∈==-+=-=-=--⎰⎰令arccosx ,则有,其中则的误差可以设为,根据误差的传递可得:
其中为偶数;同理,其中22n 2n )n 11I =I +(/2)(n 1)1
n n n π-----为奇数。
所以误差随着的变大而逐渐累加,顾不是稳定递推公式。
可求得稳定递推公式为:
习题10:
求 的稳定递推公式: 解: 1n 1011......(1)44c =-(-)44
1)c>4n 41c c 2c<4n c=n n n n n n n c I n
c E E I n
---+==+=求的递推公式为I 则有E ,根据误差的传递可得E 讨论:当时,递推公式(1)属于病态问题,即误差随增加而增加,所以递推公式要变为I )当时,误差随增加而变小,所以递推公式(1)是稳定的
3)当4时,误差不变,递推公式(1)是稳定的。
n
n x I dx x c
1
04=+⎰
实验题
程序:
ess=input('Enter the number of ess:');
ve=zeros(1,21);
ve(2)=ess;
y=roots(poly(1:20)+ve)
plot(y)
1.当ess取值大于0.00000000001时会出现“复数”根。
表明有些解对如此扰动敏感性较大。
2.当将方程(1.2)中的扰动项改成18x 或其它形式,实验中不会出现“复数”根,各跟的抗干扰性变强。
思考题一程序如下
ess=input('Enter the number of ess:');
ve=zeros(1,21);
ve(3)=ess;
y=solve(poly2sym(poly(1:20)+ve),'x')
plot(y)
输入不同的ess值发现各根的精确度变高,干扰也变大。
思考题二程序如下:
Y=0.1;i=1;
n=input('Enter the limit value:');
while i<n
Y=Y+0.1;
i=i+1;
end
E=Y-100;
fprintf('The result of E is: %d\n',E)
思考题三程序如下:
n=1:1:10000000;
E=abs((1+n.^-1).^n-exp(1));
[Emax,nmax]=max(E)。