清华大学数值分析A第一次作业

2019-08-30 12:20

7、设??0=28,按递推公式

????=?????1?

1

783,??=1,2,… 100计算??100,若取 783≈27.982,试问计算??100将有多大误差?

答:??100=??99?100 783=??98?100 783=?=??0?100 783=28? 783 若取 783≈27.982,则??100≈28?27.982=0.018,只有2位有效数字,??100的最大误差位0.001

10、设f x =ln?(x? ??2?1),它等价于f x =?ln?(x+ ??2?1)。分别计算f 30 ,开方和对数取6位有效数字。试问哪一个公式计算结果可靠?为什么?

12100

答: ??2?1≈29.9833

则对于f x =ln x? ??2?1 ,f 30 ≈?4.09235 对于f x =?ln x+ ??2?1 ,f 30 ≈?4.09407

而f 30 = ln?(30? 302?1) ,约为?4.09407,则f x =?ln?(x+ ??2?1)计算结果更可靠。这是因为在公式f x =ln?(x? ??2?1)中,存在两相近数相减(x? ??2?1)的情况,导致算法数值不稳定。

11、求方程??2+62??+1=0的两个根,使它们具有四位有效数字。

答:??12=则

?62± 622?42

=?31± 312?1 ??1=?31? 312?1≈?31?30.98=?61.98 ??2=?31+ 312?1=?≈?0.01613

1

≈?231+30.9831+ 31?11

12.(1)、计算 101.1? 101,要求具有4位有效数字 答: 101.1? 101=

14、试导出计算积分????=稳定。

1????

04??+1????的一个递推公式,并讨论所得公式是否计算

0.1 101.1+ 101≈

0.110.05+10.05

≈0.004975

答:????=

1????

04??+1????

=

???14 4??+1 ??4 0

4??+1

1

???11???1

????

1

=4 0?????11

?????

1?????1

???? 404??+11

11

=???,n=1,2… 4??4???1

1

??0=

0

1????5

????= 4??+14记????为????的误差,则由递推公式可得

11??

????=??????1=?=(?)??0

44当n增大时,????是减小的,故递推公式是计算稳定的。


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