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2005?2006學(xué)年第一學(xué)期碩士研究生期末考試試題(A卷)科目名稱:數(shù)值分析學(xué)生所在院:學(xué)號(hào):姓名:注意:所有的答題內(nèi)容必須答在答題紙上,凡答在試題或草稿紙上的一律無(wú)效。一、(15分)設(shè)求方程12-3%+2cos%=0根的迭代法2%=4+—cos%k+i 3 k⑴證明對(duì)V%eR,均有l(wèi)im%=%*,其中%*為方程的根。0 …k此迭代法收斂階是多少?證明你的結(jié)論.二、(12分)討論分別用Jacobi迭代法和Gauss-Seidel迭代法求解下列方程組的收斂性。%+2%-2%=1,<%+%+%=—1,2%+2%+%=0.1 23'2aa0'三、(8分)若矩陣A=0a0,說明對(duì)任意實(shí)數(shù)a豐0,方程組AX=b都是、00a,非病態(tài)的。(范數(shù)用叱)四、(15分)已知y=f(%)的數(shù)據(jù)如下:%012f(%)026f'(%)1i求f(%)的Hermite插值多項(xiàng)式H3(%),并給出截?cái)嗾`差R(%)=f(%)—H3(%)。五、(10分)在某個(gè)低溫過程中,函數(shù)y依賴于溫度%(℃)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)為%1234i0.81.51.82.0已知經(jīng)驗(yàn)公式的形式為y=a%+b%2,試用最小二乘法求出a,b。六、(12分)確定常數(shù)a,b的值,使積分I(a,b)=)10%x2+b—%Jd%—1

取得最小值。七、(14分)已知Legendre(勒讓德)正交多項(xiàng)式Ln(x)有遞推關(guān)系式:L(x)取得最小值。七、(14分)已知Legendre(勒讓德)正交多項(xiàng)式Ln(x)有遞推關(guān)系式:L(x)=1, L(x)=x01丁(、2n+17(、L(x)= xL(x)一n+1 n+1n—Ln+1n-1(x)(n=1,2,)試確定兩點(diǎn)的高斯-勒讓德(G—L)求積公式』1f(x)dx仁Af(x)+Af(x)-11122的求積系數(shù)和節(jié)點(diǎn),并用此公式近似計(jì)算積分I=』2exdx1八、(14分)對(duì)于下面求解常微分方程初值問題dy、—=f(x,y)<dx、y(x0)=y0的單步法:yn+1=y+h(-k+-k)122+hk)14=f(,yn)

k=f(x++hk)12 nn驗(yàn)證它是二階方法;確定此單步法的絕對(duì)穩(wěn)定域。2005~2006學(xué)年第一學(xué)期碩士研究生期末考試試題(B卷)科目名稱:數(shù)值分析學(xué)生所在院:學(xué)號(hào):姓名:注意:所有的答題內(nèi)容必須答在答題紙上,凡答在試題或草稿紙上的一律無(wú)效。一、(12分)討論分別用Jacobi迭代法和Gauss—Seidel迭代法求解下列方程組的收斂性。x+2x-2x=1,<x+x+x=—1,2x+2x+x=0.1 23二、(15分)設(shè)求方程12-3x+2cosx=0根的迭代法x-4+—cosxk+i 3k(1)證明對(duì)VxeR,均有l(wèi)imXk=x*洪中x*為方程的根.(2)此迭代法收斂階是多少?證明你的結(jié)論.’2aa0、三、(8分)若矩陣A-0a0,說明對(duì)任意實(shí)數(shù)a豐0,方程組AX-b都是、00a,非病態(tài)的.(范數(shù)用卜||J四、(15分)已知y-f(x)的數(shù)據(jù)如下:x123f(x)242f'a)-1i求f(x)的Hermite插值多項(xiàng)式H3(x),并給出截?cái)嗾`差R(x)-以X)-H3(x)。五、(10分)在某個(gè)低溫過程中,函數(shù)y依賴于溫度x(℃)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)為x1234i0.81.51.82.0已知經(jīng)驗(yàn)公式的形式為y-ax+bx2,試用最小二乘法求出a,b。六、(12分)確定常數(shù)a,b的值,使積分I(a,b)-』1\xx2+b-|x|ldx-i取得最小值。七、(14分)對(duì)于求積公式:Jbp(x)f(x)dx六£af(x),其中:p(x)是區(qū)間(a,b)kka k-1上的權(quán)函數(shù)。(1)證明此求積公式的代數(shù)精度不超過2n—1次;(2)若此公式為Gauss型求積公式,試證明k-1

八、(14分)對(duì)于下面求解常微分方程初值問題dy八、(14分)對(duì)于下面求解常微分方程初值問題dy、~=f(x,y)<dx、y(x0)=y0的單步法:yn+1=y+h(1k1+2k2)+hk)1+hk)1k=f(x+h,y2 nn驗(yàn)證它是二階方法;確定此單步法的絕對(duì)穩(wěn)定域。2006?2007學(xué)年第一學(xué)期碩士研究生期末考試試題(B卷)科目名稱:數(shù)值分析學(xué)生所在院:學(xué)號(hào):姓名:注意:所有的答題內(nèi)容必須答在答題紙上,凡答在試題或草稿紙上的一律無(wú)效.一、(12分)討論分別用Jacobi迭代法和Gauss-Seidel迭代法求解下列方程組的收斂性。x+2x-2x=1,<x+x+x=—1,2x+2x+x=0.1 23’2aa0、二、(8分)若矩陣A=0a0,說明對(duì)任意實(shí)數(shù)a豐0,方程組AX=b都是、00a)非病態(tài)的。(范數(shù)用Ml/三、(15分)設(shè)①(x)導(dǎo)數(shù)連續(xù),迭代格式xk+1=①(xk)一階局部收斂到點(diǎn)x*。構(gòu)造新的迭代格式:x=Xx+^p(x)問如何選取常數(shù)X及N,使新迭代格式有更高的收斂階,并問是幾階收斂。四、(15分)已知y=f(x)的數(shù)據(jù)如下:x123f(x)242尸(x)-1i

求于(x)的Hermite插值多項(xiàng)式H3a),并給出截?cái)嗾`差R(x)=f(x)-H3(x)。五、(10分)在某個(gè)低溫過程中,函數(shù)y依賴于溫度x(℃)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)為x1234i0.81.51.82.0已知經(jīng)驗(yàn)公式的形式為y=ax+bx2,試用最小二乘法求出a,b。六、(12分)確定常數(shù)a,b的值,使積分I(a,b)二』1axx2+b-|x|-i取得最小值。七、(14分)對(duì)于求積公式:1bp(x)f(x)dx六£af(x),其中:p(x)是區(qū)間(a,b)上kka k=1的權(quán)函數(shù).(3)證明此求積公式的代數(shù)精度不超過2n-1次;(4)若此公式為Gauss型求積公式,試證明£a=Jbp(x)dxk=1 ady,/ 、=f(x,y)八、(14分)對(duì)于下面求解常微分方程初值問題的單步法:<dx八、(14分)對(duì)于下面求解常微分方程初值問題的單步法:、y(x0)=y0ynyn+1=y+h(?k+1k)n2+hk)1<ki=f(xn,yn)k=f(x+h,+hk)12 nn驗(yàn)證它是二階方法;確定此單步法的絕對(duì)穩(wěn)定域。2006~2007學(xué)年第一學(xué)期碩士研究生期末考試試題(A卷)科目名稱:數(shù)值分析學(xué)生所在院:學(xué)號(hào):姓名:注意:所有的答題內(nèi)容必須答在答題紙上,凡答在試題或草稿紙上的一律無(wú)效。一、(12分)設(shè)方程組Ax=b為(21丫c(7)111(1)用Doolittle分解法求解方程組;(2)求矩陣A的條件數(shù)Cond(A)9二、(12分)設(shè)A為n階對(duì)稱正定矩陣,A的n個(gè)特征值為九1V九2V<Xn,為求解方程組Ax二b,建立迭代格式x(k+1)=x(k)+①(b-Ax(k)),求出常數(shù)①的取值范圍,使迭代格式收斂。三、(12分)已知數(shù)據(jù)x—2-101201210試用二次多項(xiàng)式p(x)=ax2+bx+c擬合這些數(shù)據(jù)。四、(14分)已知y=f(x)的數(shù)據(jù)如下:x123f(x.)2412f'(x)3i(1)求f(x)的Hermite插值多項(xiàng)式H3(x);(2)為求J3f(x)dx的值,采用算法:J3f(x)dx=J3H(x)dx+R

1 1 13試導(dǎo)出截?cái)嗾`差R五、(12分)確定常數(shù)a,b的值,使積分12I(a,b)=J(ax+b-ex)dx0取得最小值。六、(12)確定常數(shù)Ai,使求積公式f(x)dxyAf(0)+Af(1)+Af(2)23的代數(shù)精度盡可能高,并問是否是Gauss型公式.七、(12分)設(shè)①(x)導(dǎo)數(shù)連續(xù),迭代格式丫卜+1=①(xk)一階局部收斂到點(diǎn)x*。對(duì)于常數(shù)九,構(gòu)造新的迭代格式:k+13Xk+1問如何選取入,使新迭代格式有更高的收斂階,并問是幾階收斂.dy取、八、(14分)對(duì)于下面求解常微分方程初值問題的單步法:=f(t,y八、(14分)對(duì)于下面求解常微分方程初值問題的單步法:<dt、y(10)=y0匕+1='Jhk2k1=f(1,yn)k=f(t+1h,y+1hk)2n2n2 1(7)驗(yàn)證它是二階方法;(8)確定此單步法的絕對(duì)穩(wěn)定區(qū)域。2007~2008學(xué)年第一學(xué)期碩士研究生期末考試試題科目名稱:數(shù)值分析學(xué)生所在院:學(xué)號(hào):姓名:注意:所有的答題內(nèi)容必須答在答題紙上,凡答在試題或草稿紙上的一律無(wú)效。一、(15分)給定方程f(x)=(X-1)ex-1-0(1)分析該方程存在幾個(gè)根;(2)用迭代法求出這些根,精確至2位有效數(shù);(3)說明所用的迭代格式是收斂的。二、(15分)設(shè)線性方程組為ax+ax=b,<111 122 1 aa中0ax+ax=b, 1122(1)證明用Jacobi迭代法和Gauss-Seidel迭代法解此方程組要么同時(shí)收斂,要么同時(shí)發(fā)散.(2)當(dāng)同時(shí)收斂時(shí)比較其收斂速度。三、(10分)設(shè)A為非奇異矩陣,方程組Ax=b的系數(shù)矩陣A有擾動(dòng)AA,受擾動(dòng)后的方程組為(A+AA)(x+Ax)=b,若IIA-1II?IIAA11<1,試證:1-IIA-1II?IIAAIIIIxIIIIAx111-IIA-1II?IIAAIIIIxII四、(15分)已知y=f(x)的數(shù)據(jù)如下:x012f(x)101f<x)1求f(x)的Hermite插值多項(xiàng)式H3a),并給出截?cái)嗾`差R(x)=f(x)-H3a)。五、(10分)已知數(shù)據(jù)i0123x.0123yi3247設(shè)f(x)=ax+b(x-1)2,求常數(shù)a,b,使得發(fā)[f(x)-y]2=miniii=0六、(15分)定義內(nèi)積(f,g)=J1f(x)g(x)dx在H=Span{1,x,x2}中求-1f(x)=1xI的最佳平方逼近元素.七、(10分)給定求積公式J2卜f(x)dxxAf(-h)+Bf(0)+Cf(h)-2h試確定A,B,C,使此求積公式的代數(shù)精度盡可能高,并問是否是Gauss型公式.八、(10分)給定微分方程初值問題—=y2 0<x<1<dx、y(0)=2用一個(gè)二階方法計(jì)算y(x)在0.1,0。2處的近似值.取h=0.1計(jì)算結(jié)果保留5位有效數(shù)字.2008~2009學(xué)年第一學(xué)期碩士研究生期末考試試題一、(本題共3小題,每題8分,共24分)解答下面各題:

1)下表給出了函數(shù)f(X)在一些節(jié)點(diǎn)上的函數(shù)值:X0.00。10。20.30。40.50.60。70。8f(x)58630—3—335用復(fù)化Simpson求積公式近似計(jì)算函數(shù)f(x)在區(qū)間[0,0.8]上的積分。2)已知函數(shù)y=f(x)的觀察值如下表所示,使用Newton插值法求其插值多項(xiàng)式。X0123y230一13)取初值為2,利用Newton迭代法求方程:f(x)=x2—2=0在[0,2]中的近似解。要求迭代兩次。(如果計(jì)算結(jié)果用小數(shù)表示,則最后結(jié)果應(yīng)保留5位小數(shù))。一、(本題15分)設(shè)常數(shù)a/。,試求a的取值范圍,使得用雅可比Jacobi)迭代法求解下面線性方程組時(shí)是收斂的。三、(本題16分)利用Hermite插值多項(xiàng)式構(gòu)造下面的求積公式:ff(x)d-2[f(0)+f(h)]+1Th2[『(0)-f'(h))并導(dǎo)出0其積分余項(xiàng)。四(14分)已知方程a+10x—4=0在0。2附近有解,建立用于求解此解的收斂的迭代公式。并問如何設(shè)置迭代終止條件可以保證計(jì)算結(jié)果具有4位有效數(shù)字(不計(jì)舍入誤差)。五、(15分)對(duì)初值問題1表達(dá)式,并與準(zhǔn)確解計(jì)

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