详细的《数值分析简明教程》第二版课后习题答案
2.1 机械求积和插值求积
1、(p.94,习题3)确定下列求积公式中的待定参数,使其代数精度尽量高,并指明求积公式所具有的代数精度:
(1) f(x)dx A0f( h) A1f(0) A2f(h);
h1
h
113
(2) f(x)dx A0f() A1f() A2f();
042411
(3) f(x)dx f(0) A0f(x0)。
04
【解】 (1)令f(x) 1,x,x2时等式精确成立,可列出如下方程组:
(1) A0 A1 A2 2h
(2) A0 A2 0
2A A h(3)2 0
3
hh4h
解得:A0 A2 ,A1 h,即: f(x)dx [f( h) 4f(0) f(h)],可以
h333
验证,对f(x) x3公式亦成立,而对f(x) x4不成立,故公式(1)具有3次代数精度。
(2)令f(x) 1,x,x2时等式精确成立,可列出如下方程组:
(1) A0 A1 A2 1
(2) A0 2A1 3A2 2
3A 12A 27A 16(3)12 0
1211113
,A1 ,即: f(x)dx [2f() f() 2f()],可以
0333424
验证,对f(x) x3公式亦成立,而对f(x) x4不成立,故公式(2)具有3次代数精度。
解得:A0 A2
3
A 04
(3)令f(x) 1,x时等式精确成立,可解得:
2 x0
3
11322
即: f(x)dx f(0) f(),可以验证,对f(x) x公式亦成立,而对
0443
f(x) x3不成立,故公式(3)具有2次代数精度。
113
2、(p.95,习题6)给定求积节点x0 ,x1 , 试构造计算积分I f(x)dx的插值型
044
求积公式,并指明该求积公式的代数精度。
【解】依题意,先求插值求积系数:
3
1
1x x1131 dx 2 (x2 x) 1; A0 dx 0x x013240201
44
x