数值分析部分思考题答案

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1、数值分析部分思考题答案5、有错很正常,不要吐槽就好!!!!!!!解:(1)局部收敛性:设f(x)eC2[a9b]f若F为/(x)在[a,b]±的根,且/(x)^0,则存在疋的某邻域t//r)使得任取初始值无GU,(x),Newton法产生的序列{无}收⑵证明:令g(沪—需,则/(x)n厂X)r2(x)=0<1显然巩兀)在[。,切上连续,故存在T的某邻域S(T),使Vxg(7/Z),有g©)<1由微分小值泄理,g⑴-F—x-x*<*x-x(其中§介于兀与F之间)/•g(x)g(x*-8.X=Us(x

2、*)令M=max(

3、gXx)

4、),贝ij0

5、x-x*

6、,于是序列{耳}收敛到疋・•・无一疋

7、=

8、g(忑_i)—g(F)

9、sM忑_1一*5…SM*兀()一兀[T0,kT+x由Taylor展开:o=/(Q=/(忑)+-门+‘;*)(£")2(其中彳介于F与耳之间)"=—三型_/华)(忑")2厂(忑)2!.厂(耳)"止It匹i一—2

10、2曲

11、2fx)证毕6、解:(1)迭代函数g(x)=20/(x2+2x+10),则,40无+1g(x)=—-~!7V1,兀T

12、].5(兀2+2兀+10)2故迭代格式x,+1=20/(xk2+2Xk+10)收敛(2)迭代函数g(x)=(20-2x2-x3)/10,则

13、g3J*(3;:+4)

14、>],xt1.5故迭代格式母+严(20-2母$-兀『)/10发散(3)对于Newton迭代,令/(x)=x3+2x2+10x-20,则

15、/(x)

16、=

17、3x24-4x+10

18、#0,xt1.5故Newton迭代格式x,+1=X厂学~收敛/W7、解:(1)牛顿迭代法:迭代格式和=无_4:;:訂;1。取初值xo=O,迭代得A兀6=0.50()(

19、),收敛。(2)迭代格式:Xk+i号父。取初值兀()=0,迭代得x9=0.5000,收敛。(3)迭代格式:xk+i=1—4林',取=0,迭代知k—>+°°,兀一>°°,发散。—•般情况,取适当的初值牛顿迭代法较基于不动点的迭代法能较快的得到结果。8、解:令H2(x)=(p{}(x)+2^!(x)+4^2(X)+3^0(x)o0()(兀),%(兀),輕(兀)均为三次式,R满足:%(0)=1,%(1)=0,%(2)=0,必(1)=0%(0)=0,%(1)=1,%⑵=0,妨(1)=002⑼=0,%(1)

20、=0,®⑵=1,肉(1)=0%(0)二0,必⑴二0,0o⑵二0,叽⑴二1(1)不妨设%(兀)=O-l)(x-2)(cu+b)o由%(0)=2b=l得b=—;由(2)不妨设兀)=x(x一2)(px+g)。由%⑴=_(”+g)=]及妙⑴=_p=0得,(p,q)=(O,T)。即%(x)=—x(x—2)。(3)不妨设(p2(x)=X(X-1)(5%4-1)o由02⑵二2(2$+f)=l及0;(l)=$+f=0得(2)不妨设0()⑴二也(x-l)(x-2)o由y(;(l)=-R=l得k=-o即^0(x)=

21、-x(x-l)(x-2)9、解:不妨设H3(x)=yQ(pQ(x)+y{(p{(x)+y^0(x)+(x)□^0(x),^(x),t/0(x),^(x)均为三次式,为计算简便不妨设%0=0,%1=1,则%(0)=1,%(1)=0,%(0)=0,必(1)=0(p(0)=0,(p(1)=1,0;(0)=0,妨⑴=0%(0)=0,0()(1)=0,必(0)=1,城⑴=0屮(0)=0,0](1)=0,必(0)=0,必⑴=1不妨设(p(}(x)=(x-l)(tzx2+/?x+c)»由%(°)=—c=1

22、得c=-l;由0(;(0)=-1一b=0得b=-l;由姊(1)=。一2=0得q=2。故(pQ(x)=(x-1)2(2x+l)%(x)=x2(-2x+3)用类似的方法可以求得:^0(x)=x(x-l)2竹(x)"O-1)回到原题,令h=x}-xQf则英中%(x)=(x-1)2(2x+1)(p、(x)=x2(-2兀+3)^0(x)=x(x-l)2y/、(x)=x2(x—1)插值余项:严©4!(x—XO)2(X—Xj)210、解:记1998年为第1年,设拟合曲线方程厂=。+加,带入数据得正规方程组:8d

23、+36b=160.4636a+204&=910.7解得(a,b)=(—0.15,4.49)当r=9时,r=40.26:当t=10时,r=44.75o故2006、2007年我国的研究生招生人数分别为40.26万、44.75万。11、目测不考!12、解:(1)代数精度:若求积公式『兀)如£人/(忑)'k=0对于不高于加次的代数多项式都准确成立,而对某一个加+1次代数多项式不成立,则称求积公式具冇加次代数精度。1a-—3b丄31c~—3(2)令它对/(X)=l,x,x2确成立,得a+b+

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