西南交大数值分析题库填空

2018-12-29 23:04

一. 填空

2.Gauss型求积公式 不是 插值型求积公式。(限填“是”或“不是”) 3. 设lk(x)是关于互异节点x0, x1,…, xn, 的Lagrange 插值基函数,则

?n(xk-x)mlk(x)?0

k=0m=1,2,…,n

5.用n+1个不同节点作不超过n次的多项式插值,分别采用Lagrange插值方法与Newton插值方法所得多项式 相等 (相等, 不相等)。 。

7. n个不同节点的插值型求积公式的代数精度一定会超过 n-1 次 8.f(x)=ax7+x4+3x+1,f[20, 21,…,27]= a ,f [20, 21,…,28]= 0 n(x-x0)L(x-xi-1)(x-xi+1)L(x-xn)10设li(x)= (i=0,1,…,n),则?xklk(x)=

(xi-x0)L(xi-xi-1)(xi-xi+1)L(xi-xn)k=0_x_ , 这里(xi?xj,i?j, n?2)11.设C(n)k称为柯特斯系数

?n(n)=______1____ Ckk=012采用正交多项式拟合可避免最小二乘或最佳平方逼近中常见的 _法方程组病态___问

题。

13辛卜生(Simpson)公式具有___3____次代数精度。

f(n)(?) 14 牛顿插商与导数之间的关系式为:f[x0,x1,L,xn]=n!15试确定[0,1]区间上2x3的不超过二次的最佳一致逼近多项式p(x), 该多项式唯一否?答: p(x)=(3/2)x, ; 唯一。

轾轾轾x12-111犏犏犏111 犏x2=犏1记此方程组的Jacobi迭代矩阵为BJ=(aij)3?3,17.给定方程组犏则a23=

犏犏犏犏犏11-2犏1x3臌臌臌-1; , 且 相应的Jacobi迭代序列是__发散_____的。

ì?y/=f(x,y)?18.欧拉预报--校正公式求解初值问题í的迭代格式(步长为h) yk+1= ,此方

???y(a)=?法是 阶方法。

yk+1=yk+h[f(xk,yk)+f(xk+h,yk+hf(xk,yk))],此方法是 2 阶方法。 2319. 2n阶Newton-Cotes公式至少具有2n+1次代数精度。 20.设f(x)=(x-1),则f(x)关于C[0,1]的 ||f||? =1 f=21 721矩阵的 LU 分解中L是一个 _为单位下三角阵,而U是一个上三角阵____。

22.设y=f (x1,x2) 若x1,x2,的近似值分别为x1*, x2*,令y*=f(x1*,x2*)作为y的近似值,其绝对误差限的估计式为: ? ?| |f(x1*,x2*)|x1-x*1|+ |f(x1*,x2*)|x2-x*2|

23设迭代函数?(x)在x*邻近有r(?1)阶连续导数,且x* = ?(x*),并且有?(k)(x*)=0 (k=1,…,r-1),但?(r) (x*)?0,则xn+1=?(xn)产生的序列{ xn }的收敛阶数为___r___ 24设公式 In=且

?nAkf(xk)为插值型求积公式, 则Ak=k=0ò alk(x)dx (k=0,1,L,n) ,

b?nAk=b-a

k=025称微分方程的某种数值解法为p阶方法指的是其局部截断误差为O(hp+1)。

26.设x0, x1,x2是区间[a, b]上的互异节点,f(x)在[a, b]上具有各阶导数,过该组节点的2次插

1

f(3)(?)2?(xxk) 值多项式的余项为: R2(x)=

3!k=027.计算 f=(2-1)6 , 取2=1.4 , 利用下列算式,那个得到的结果最好?答:__C_____.

112

(A) , (B) (3-2), (C) , (D) 99-702 236(3+22)(2-1)28称序列{xn}是p 阶收敛的如果_____________ 29.在等式f[x0,x1,L,xn]=?nakf(xk)中, 系数ak与函数f(x) 无关 .

k=030设Pk(xk,yk) , k=1,2,…,5 为函数y=x2-3x+1上的5个互异的点,过P1,…,P5且次数不超过4

2

次的插值多项式是___ x-3x+1___。

31设f(x)?C[a,b], f(x)的最佳一致逼近多项式是__一定___存在的。 32求解微分方程数值解的Euler法的绝对稳定区间是____(-2,0)______。 33 n个节点的插值型求积公式的代数精度不会超过2n-1次。 34高次插值容易产生________龙格(Runge)现象。

35 Rn 上的两个范数||x||p, ||x||q等价指的是_?C,D?R,_C_||x||q _?||x||p?D ||x||q _; Rn 上的两个范数_一定_是等价的。(选填“一定”或“不一定”)。 37用牛顿法求 f(x)=0 的n重根,为了提高收敛速度,通常转化为求另一函数u(x)=0的单根,u(x)=

f(x) f¢(x)38 Gauss点与积分区间_无关_但与被积函数___有关。 39设x=3.214, y=3.213,欲计算u=x-y, 请给出一个精度较高的算式u=x-y

x+y40若{?0(x), ?1(x),…, ?n(x)}是[a,b]上的正交族。?(x)=系数ak=ak=?nak?k(x)为f(x)的最佳平方逼近。

k=0(f,?k) k=0,1,L,n

(?k,?k)41迭代过程xk+1=?(xk)收敛的充分条件是?¢(x) ? 1. 42 n个节点的插值型求积公式的代数精度不会超过2n-1次

(1) 用牛顿法解方程x-x-1=0的迭代格式为___

(2) 解线性方程组的迭代法收敛的充分必要条件是迭代阵的谱半径?(B)?1;

32(1)

?a10?1?,要使limAk?0,a应满足____;解 A??0k????2??a?1

(2)

?5x?2y?8 已知方程组?,其雅可比法的迭代矩阵是___,高斯-塞德尔法的

?3x?20y?26迭代格式是_____;

2??x(k?1)??2y(k)?8??0?5???55,?3??

313?0??y(k?1)?x(k?1)??20??2010?(3) (2)中的雅可比迭代格式是否收敛___,解 是

2

?210???(1) 设A?12a,为使A可分解为A=LLT,其中L是对角线元素为正的下三角形矩????0a2??阵,则a的取值范围是 ,取a=1,则L= 。

33 Simpsons数值求积公式具有 3_次代数精度,用于计算

?10(x4?(ln2)x2?2x?0.45)dx所产生的误差值为?1/120

34 形如

?baf(x)dx??Akf(xk)的插值型求积公式,其代数精度至少可达到_n__阶,至

k?0n多可达到__2n+1_阶;

35 勒让德(Legendre)多项式是区间______[-1,1]_____上,带权_____1___正交的正交多项

36 若 f (x) 充 分 光 滑, 若2 n+1 次 多 项 式 H2n+1(x) 满 足H2n+1(xi)= f (xi),

?n?1(xi)?f?(xi),(i?1,2,?,n),则称H2n+1(x)是f (x)的 Hermite插值____多项式,且余H2f(2n?2)(?)项R(x)=f (x)—H2n+1(x)= R(x)?(x?x0)2(x?x1)2(2n?2)!68. 若用复化梯形求积公式计算积分I10(x?xn)2

??exdx 区间[0,1]应分 2129 等分,即要计算

1?10?7;若改用复化Simpson公式,要达到2个 2130 点的函数值才能使截断误差不超过

同样精度区间[0,1]应分12 等分,即要计算个25 点的函数值。 70. 当a?1/2;b?1/2 时,下述形式的RK公式为二阶公式

?yn?1?yn?hK2? ?K1?f(xn,yn)

?K?f(x?ah,y?hbK)nn1?271.在方阵A的LU分解中, 方阵A的所有顺序主子不为零,是方阵A能进行LU分解的充分

(充分,必要)条件;严格行对角占优阵__能_(能,不能)进行LU分解;非奇异矩阵不一定 (一定,不一定)能进行LU分解。

72. 当常数A= 10/9 ,B=

1012± ,a= 时,数值积分公式

95?2?2f(x)dx?Af(?a)??1???174. 设 Q???1??1?78. 方程组Ax=16f(0)?Bf(a) 是Gauss型积分公式 9111??1?11?,则Q2? 2 求法 ??111??1?11??b用超松驰法求解时,迭代矩阵B??(D??L)?1[(1??)D??U]

要使迭代法收敛,条件0

3

?1a??x1??1?????? ?83. 给定方程组??a1??x2??2? ?,其Jacobi迭代格式的迭代矩阵为??0?a??

??a0? 当 a <1 时,Jacobi迭代格式收敛;其Gauss-Seidel迭代格式的迭代矩阵为

?0?a? ,当 a <1 时Gauss-Seideli迭代格式收敛。 2??0a?84. 在以(g(x), f(x))=0xf(x)g(x)dx, g(x),f(x)?C[0,1]为内积的空间C[0,1]中,与非零常数正交的最高项系数为1的一次多项式是 x?2/3 85. 用复化梯形公式计算积分

?1?10f(x)dx,要把区间[0,1]一般要等分41份才能保证满足误

(2)差小于0.00005的要求(这里f式计算积分

(x)??1);如果知道

f(2)(x)?0,则用复化梯形公

?10f(x)dx此实际值大(大,小)。 。

88. 设A是正定矩阵,则A的cholesky的分解 唯一 (唯一,不唯一) 89. 用梯形公式计算积分

?32e?xdx? 9.219524E-003:此值比实际值 小 (大,小)

2?y/?y?090. 用Euler方法解初值问题? 的近似解的最终表达式yn=(1?h)n

?y(0)?1(取步长h=xx);当n??(h?0)时,limyn?e 。

n??n

(2) 在函数的最佳一致逼近问题中,评价逼近程度的指标用的是函数的 无穷 范数.

在函数的最佳平方逼近问题中,评价逼近程度的指标用的是函数的 2 范数. (无穷范数;2-范数,1-范数)

(4) 设f(x)=2x4在[-1,1]上的不超过3次最佳一致逼近多项式P(x)= 2x2-1/4 。 (5) 在以(g(x), f(x))=

?0xf(x)g(x)dx g(x),f(x)?C[0,1]为内积的空间C[0,1]中,与非零常

?y??y?x?0 ,如取步长h=0.1,计算y(0.1)的近?y(0)?0?1数正交的一次多项式是x?2/3。

(1)用Newton法求方程f(x)=x3+10x-20=0 的根,取初值x0= 1.5, 则x1= 1.5970149 (4) 欧拉预报--校正公式求解初值问题

似值为 0.005000 ,此方法是 2 阶方法

4


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