2、
3、x
4、
5、,满足条件:1.
6、卜阻0(
7、
8、x
9、
10、=0当且仅当兀=0)(正定条件),2.
11、
12、^
13、
14、=
15、^
16、_
17、
18、x
19、
20、,Vctg7?(或xC),3.x+y
21、
22、<
23、
24、x
25、
26、+
27、
28、j
29、
30、(三角不等式),则称
31、N(x)是/?”(或C")上的一个向量范数(或模).由条件3可以推出4・lhl
32、-
33、
34、ylhl
35、x-y
36、
37、.几种常用的向量范数:1.向量的°°■范数(最大范数):x=maxx..2.向量的1-范数:\4=t4/=
38、1H13.向量的2■范数:
39、
40、x
41、
42、2=(x,x)2=(X^)2-也称为向量兀的欧氏范数.1=14.向量的"范数:
43、
44、礼=(£
45、兀
46、")",其屮厂[1,8)1=1例计算向量x=(1,-2,3/的各种范数.解:制1=6,HL=彳嗣2=帀4、矩阵范数的概念定义(矩阵的范数)如果矩阵AgR,,xn的某个非负的实值函数7V(A)=
47、
48、A
49、
50、
51、,满足条件:1.
52、
53、A
54、
55、>O(p
56、
57、=O当且仅当A=0)(正定条件);2.
58、cA
59、
60、=
61、c
62、q
63、A
64、,c为实数(齐次条件);3.
65、A+B
66、S
67、A
68、+
69、B
70、(三角不等式);4・
71、
72、AB
73、
74、<
75、
76、A
77、
78、
79、
80、B
81、
82、.则称N(A)是R,iXn±的一个矩阵范数(或模).定理设xwR",AeR/,x则1.
83、
84、A
85、L=max工应.(称为A的行范数)./=!2.
86、
87、A
88、[=max^2aij(称为A的列范数)IS丿S"Z-=J3.
89、
90、A
91、
92、2=V^max(ATA)(称为A的2■范数)其中2max(ATA)表示ATA的最大特征值.(1一2)例设人=.计算A
93、的各种范数.1-34丿解:
94、A
95、L=imx{
96、l
97、+
98、—3
99、,
100、—2
101、+
102、4
103、}=6,
104、
105、A
106、L=max{
107、l
108、+
109、-2
110、,卜3
111、+
112、4
113、}=7,
114、
115、A
116、
117、f=J〃+(-2)2+(-3)2+军u5.477,
118、
119、A
120、
121、2二7^max(ATA)二V15+V22T-5.46.5、高斯求积公式的代数精度6、线性方程组AX=B能用高斯消元法求解的充分必要条件(是A的各阶顺序主子式不为0)二、计算题1.设/(无)=/,试求以0,1,-2为插值节点的三次插值多项式。解:设/(x)=x4,试求以-1,0,1,-2为插值节点的三次插值多项式为必(兀)=/(一1)
122、x(x-l)(x+2)(-1-0)(-!-1)(-1+2)(x+l)(x-l)(x+2)(0+1)(0-1)(0+2)(兀+1)兀(兀+2)(1+1)(1-0)(1+2)(x+l)x(x-l)(-2+1)(-2-0)(-2-1)(一1)x(无-l)(x+2)-—/(0)(x+1)(兀一1)(无+2)+—/⑴班兀+1)(兀+2)-—/(2)x(兀-l)(x+1)662.求f(x)=x3在[0,1]上的一次平方逼近多项式。解:设f(x)=X3在[0,1]上的一次平方逼近多项式为p(x)=a+bx(%,%)=[1•皿=1(02,02)=[(0,©)=
123、(02,®)=[1皿=+%•xdx=—31-21-3(02,/)=]x^dx=—5a3丿得到19所以一次平方逼近多项式为p(x)=--+-^x3.确定下列求积公式的求积系数和求积节点,使求积公式的代数精度最高。[f(x)dx=A)/(x。)+£/(坷)解:要使上面的求积公式的代数精度最高,需要确定高斯求积节点,使得代数精度达到最高,也就是求二次直角多项式的根。设在[-1,1]上的二次直交多项式为x2+ax+b则有『(兀2+or+b)6k=0所以有—+2c=0c=-—所以二次直交多项式为宀g零点为兀0J(x2+or+b)xdx=0所以有b=0当
124、fM=1时’有jIdx=2=A)+人当f(x)=X时,有j1jx^=0=-—2%+—Aji3所以4)=A=13即求积公式为[/(劝必=/(-¥)+/(¥)当f(x)=x2时+当/(X)=疋时+4当/(X)"时有Jx3dx=0二有J^x2dx=彳=所以求积公式)+/(—)的代数精度为3达到最高代数精度。
125、334.已知尸0,2,3,5,对应的函数值为y二1,3,2,5,作三次牛顿插值多项式。解:首先构造差商表/U)一阶差商二阶差商三阶差商0123132-7■2/3553/25/63/10故,三次Newton插值多项式为馆(《¥)=/(和+/[心卸(
126、无一珀))+/[心坷人](无一和(兀一和=1+^-
127、xx-2)42ioXx-2)(x-3)5.LU分解法例5用直接三角分解法解‘123、1、仃4、25