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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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