数值分析习题
xk
2 2.5 3
4
5 5.5
yk
4 4.5 6
8
8.5
9
试用直线拟合这组数据. (计算过程保留 3 位小数)。(最小二乘线性逼近)
6 用最小二乘原理求一个形如 y a bx2 的经验公式,使与下列数据相拟合。
xk 19 25 31 38 44
yk (最小二乘二次逼近)
19 32.3 49 73.3 97.8
)
n
试证明
x
k j
l
j
(x)
xk
( k 0,1,...n ) 。(拉格朗日插值基函数的性质)
j0
4 已知 sin 0.32 0.314567, sin 0.34 0.333487, sin 0.36 0.352274,用抛物线插值计
算 sin 0.3367的值并估计截断误差。(拉格朗日二次插值)
5
用余弦函数 cos x 在 x0
0 , x1
4
, x2
2
三个节点处的值,写出二次拉格朗日插值
多项式, 并近似计算 cos 及其绝对误差与相对误差,且与误差余项估计值比较。(拉格朗 6
日二次插值)
6 已知函数值 f (0) 6, f (1) 10, f (3) 46, f (4) 82, f (6) 212 ,求函数的四阶均差
f [0, 1, 3, 4, 6]和二阶均差 f [4, 1, 3] 。(均差的计算)
7 设 f (x) (x x0 )( x x1 )(x xn ) 求 f [x0, x1 x p ] 之值,其中 p n 1 ,而节点
xi (i 0,1,n 1) 互异。(均差的计算)
8 如下函数值表
给出。(2)写出余项 R(x) f (x) H (x) 的表达式。(埃尔米特插值及其余项的计算)。
12 若 f (x) c2[a,b], f (a) f (b) 0 ,试证明:
max | f (x) | 1 b a2 max | f (x) |(插值余项的应用)
a xb
8
a xb
13 设 f (2) 1, f (0) 1, f (2) 2, 求 p(x) 使 p(xi ) f (xi ) ( i 0, 1, 2 ) ;
x
0
1
2
4
f (x)
1
9
23
3
建立不超过三次的牛顿插值多项式。(牛顿插值多项式的构造)
9 求一个次数小于等于三次多项式 p(x) ,满足如下插值条件: p(1) 2 , p(2) 4 ,
p(2) 3 , p(3) 12 。(插值多项式的构造)
2
10 构造一个三次多项式 H (x) ,使它满足条件 H (0) 1, H (1) 0, H (2) 1, H (1) 1(埃
上的最佳平方逼近多项式。(最佳平方逼近) 3 证明:切比雪夫多项式序列
Tk (x) cos(k arccos x)
在区间 1,1上带权 (x) 1 正交。(正交多项式的证明)
1 x2
4
求矛盾方程组:
x1 x1
x2 3 2x2 4
的最小二乘解。(最小二乘法)
x1
x2
2
5 已知一组试验数据
效数字?(有效数字的计算)
4 设 x 0, x 的相对误差为 ,求 ln x 的误差和相对误差?(误差的计算) 5 测 得 某 圆 柱 体 高 度 h 的 值 为 h* 20cm , 底 面 半 径 r 的 值 为 r* 5cm , 已 知
| h h* | 0.2cm , | r r * | 0.1cm ,求圆柱体体积 v r 2h 的绝对误差限与相对误差
2 已知 y x, x0 4, x1 9,用线性插值求 7 的近似值。(拉格朗日线性插值)
3 若 x j ( j 0,1,...n) 为互异节点,且有
l
j
(x)
(x
(x j
x0 )(x x1)(x x0 )(x j x1 )(x j
x j1 )(x x j1 )(x j
x
j1 )(x xn ) x j1 )(x j xn
4
第四章 数值积分
习题主要考察点:代数精度的计算,构造插值型求积公式(梯形,辛甫生公式),复化求积
第一章 绪论 习题主要考察点:有效数字的计算、计算方法的比较选择、误差和误差限的计算。
1 若误差限为 0.5 105 ,那么近似数 0.003400 有几位有效数字?(有效数字的计算) 2 3.14159具有 4 位有效数字的近似值是多少?(有效数字的计算) 3 已知 a 1.2031,b 0.978是经过四舍五入后得到的近似值,问 a b ,a b 有几位有
限。(误差限的计算)
6 设 x 的相对误差为 a% ,求 y x n 的相对误差。(函数误差的计算) 7 计算球的体积,为了使体积的相对误差限为1% ,问度量半径 r 时允许的相对误差限为多
大?(函数误差的计算)
1
8 设 I n e1 x nIn1 (n 0, 1, 2)
尔米特插值)。
3
11 设 f (x) x 2 , x0 1/ 4, x1 1, x2 9 / 4 。(1)试求 f (x) 在 1/ 4, 9 / 4上的三次埃尔米
特插值多项式 H (x) ,使得 H (x j ) f (x j ), j 0,1,2, H (x1 ) f (x1 ) , H (x) 以升幂形式
(2)利用(1)中的公式正向递推计算时误差逐步增大;反向递推计算时误差逐步减小。(计 算方法的比较选择)
1
第二章 插值法
习题主要考察点:拉格朗日插值法的构造,均差的计算,牛顿插值和埃尔米特插值构造,插
值余项的计算和应用。
1 已知 f (1) 2, f (1) 1, f (2) 1,求 f (x) 的拉氏插值多项式。(拉格朗日插值)
又设 | f (x) | M ,则估计余项 r(x) f (x) p(x) 的大小。(插值误差的估计)
3
第三章 函数逼近
习题主要考察点:最小二乘法,最佳平方逼近,正交多项式的构造。
1 设 f (x) sin x ,求 f (x) 于[0, 1] 上的线性最佳平方逼近多项式。(最佳平方逼近)
2 令 f (x) e x , 1 x 1,且设 p(x) a0 a1x ,求 a0 , a1 使得 p(x) 为 f (x) 于[1, 1]