北航计算方法期末试卷与答案.docVIP

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北京航空航天大学

2013-2014学年第一学期期末

《计算方法》

班号学号姓名成绩

《计算方法》期末考试试卷

注意事项:1、闭卷考试,严格遵守考场纪律;

2、答案应用钢笔或签字笔写在答题纸上,写在试卷上无效。

一、填空题(每题5分,共40分)

1.已知···对于的取值,其有效数字为位。

2.求解非线性方程的迭代公式是。

3.若,则=,=。

4.区间[a,b]上的三次样条插值函数S(x)在[a,b]上具有直到阶的连续导数。

5.个节点的高斯求积公式的代数精确度为。

6.设,则=_______,=_______,

______(注意:不计算的值)。

7.拉格朗日插值公式中的系数的特点是:

8.设给出使追赶法数值稳定地求解方程组的的取值范围(最大取值区间)是。

二、解答题(共5道大题,总分60分)

9、求一个次数不高于3的多项式,满足下列插值条件,并估计误差。(10分)

1

2

3

2

4

12

3

10、试用的牛顿-科特斯求积公式计算定积分。(10分)

11、用Newton法求的近似解。(10分)

12、对方程组 (10分)

试建立一种收敛的Seidel迭代公式,说明理由

13、设初值问题

(1)写出用Euler方法、步长h=0.1解上述初值问题数值解的公式;

(2)写出用改进的Euler法(梯形法)、步长h=0.2解上述初值问题数值解的公式,并求解,保留两位小数。

14、确定下列求积公式中的待定系数,并证明确定后的求积公式具有3次代数精确度

(10分)

《计算方法》期末考试试卷答案

一、填空题(每题5分,共40分)

1、4,根据有效数字的定义

2、,考虑迭代函数的收敛性

3、1(2.5分)、0(2.5分),根据公式

4、2,由三次样条插值函数的定义可解答

5、2n-1,根据高斯求积公式的性质可解答

6、5(2分)、3(2分)、15(1分),由矩阵范数的定义可解答

7、1,拉格朗日插值系数函数的固有性质

8、,考虑矩阵是对角占优矩阵

二、解答题

9、

解:(1)利用插值法加待定系数法:

设满足则(3分)

再设(3分)

(1分)

(1分)

(2)(2分)

10、

解:应用梯形公式得(2分)

(1分)

应用辛普森公式得:(2分)

(1分)

应用科特斯公式得:

(2分)

(2分)

11、

解:由零点定理,在内有根。(1分)

由牛顿迭代格式(4分)

取得,

(4分)

故取(1分)

12、解、调整方程组的位置,使系数矩阵严格对角占优

(4分)

故对应的高斯—塞德尔迭代法收敛.迭代格式为

(4分)

取,经7步迭代可得:

(2分)

13、解:(1)(2分)

改进的欧拉公式如下:

(3分)

(2)

迭代得: (5分)

14、证明:求积公式中含有三个待定系数,即,将分别代入求积公式,并令左右相等,得

(3分)

得。所求公式至少有两次代数精度。(2分)

又由于

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