数值分析实验报告(3)

2018-11-27 19:46

步骤2: 代入高斯-赛德尔的矩阵迭代公式x0迭代,得到解

四、重要标识符说明

A为方程组的系数矩阵 b为方程组的常数向量 X0为迭代初值 Eps为误差限

T为最大迭代次数

五、程序运行实例

六、源程序

function x=GS(A,b,x0,eps,t) if nargin==0;

A=[-4 1 1 1;1 -4 1 1;1 1 -4 1;1 1 1 -4]; b=[1 1 1 1 ]'; x0=[0 0 0 0]'; eps=1e-6; m=200;

elseif nargin==3; eps=1e-6; m=200;

elseif nargin<3

error('输入有误'); return;

elseif nargin==5 m=t; end

D=diag(diag(A));

10

L=-tril(A,-1); U=-triu(A,1); B=(D-L)\\U; f=(D-L)\\b; x=B*x0+f; n=1;

while norm(x-x0)>=eps x0=x; x=B*x0+f; n=n+1; if(n>=m)

disp('迭代次数过多,可能不收敛'); return; end; end

七、个人实验总结

高斯赛德尔是雅克比的一种变形,用新数据代替旧数据,加快了迭代速度。

(四)实验题目:拉格朗日插值多项式

一、程序功能

用拉格朗日插值多项式的方法求xi的近似解

二、实验算例选择 xk Sinxk 0.5 0.7 0.9 1.1 1.3 1.5 1.7 1.9 0.4794 0.6442 0.7833 0.8912 0.9636 0.9975 0.9917 0.9463 求函数x在0.6 0.8 1.0处的近似解 11

三、算法

步骤1: 给定xi的值,计算dxnum=xi-X,即xi-x(1),xi-x(2),... dxden=x(i)-x(1:n)即xi-xk...

步骤2: 将步一代入计算公式Pn(x)=sinX0*L0(x)+...+ sinXn*Ln(x) 步骤3: 计算结果

四、重要标识符说明

X代表函数中的自变量

Y代表在X作用下的因变量 Xi是插值点 Prod是连乘函数

五、程序运行实例

六、源程序

X=[0.5 0.7 0.9 1.1 1.3 1.5 1.7 1.9];

Y=[0.4794 0.6442 0.7833 0.8912 0.9636 0.9975 0.9917 0.9463]; xi=0.8;

n=length(X);

L=zeros(size(Y)); for i=1:n disp(i); dxnum=xi-X;

dxden=X(i)-X(1:n); for k=1:n if i==k disp(k) dxnum(i)=1; dxden(i)=1;

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lnum=prod(dxnum(1:n)); lden=prod(dxden(1:n)); L(i)=lnum/lden end end end

yi=sum(Y.*L)

(四)实验题目:牛顿差值多项式

一、程序功能

用牛顿插值多项式的方法求xi的近似解

二、实验算例选择 xk Sinxk 0.5 0.7 0.9 1.1 1.3 1.5 1.7 1.9 0.4794 0.6442 0.7833 0.8912 0.9636 0.9975 0.9917 0.9463 求函数x在0.6 0.8 1.0处的近似解

三、算法

步骤1:计算dxnum=xi-X,即xi-x(1),xi-x(2),... 步骤2: 构造差商表即D(i,j)

步骤3: 构造一个七次牛顿插值多项式,计算出结果

四、重要标识符说明

Xi是函数中的自变量

Y代表在X作用下的因变量 X是插值点

Prod 连乘函数

Format long 定义数据格式,使结果更精确

五、程序运行实例

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六、源程序

function newInt clc; clear;

format long;

Xi=[0.5 0.7 0.9 1.1 1.3 1.5 1.7 1.9];

Y=[0.4794 0.6442 0.7833 0.8912 0.9636 0.9975 0.9917 0.9463]; x=0.8; dx=x-Xi;

n=length(Xi); yi(1)=Y(1); D(:,1)=Y(:); for j=2:n for i=j:n

D(i,j)=(D(i,j-1)-D(i-1,j-1))/(Xi(i)-Xi(i-j+1)); end

yi(j)=D(j,j)*prod(dx(1:j-1)); end

Pn=sum(yi); disp(Pn);

七、个人实验总结

拉格朗日插值多项式形式对称,计算较方便,但一旦有更新数据就必须重新计算。而牛顿插值就算增加节点也不需重新计算。

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