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1、《数值计算方法》实验指导(Matlab版)肇庆学院数学与统计学学院计算方法课程组42《数值计算方法》实验1报告班级:20xx级XXXXx班学号:20xx2409xxxx姓名:XXX成绩:1.实验名称实验1算法设计原则验证(之相近数相减、大数吃小数和简化计算步骤)2.实验题目(1)取,计算和,验证两个相近的数相减会造成有效数字的损失.(2)按不同顺序求一个较大的数(123)与1000个较小的数()的和,验证大数吃小数的现象.(3)分别用直接法和秦九韶算法计算多项式在x=1.00037处的值.验证简化计算步骤能减
2、少运算时间.对于第(3)题中的多项式P(x),直接逐项计算需要次乘法和n次加法,使用秦九韶算法则只需要n次乘法和n次加法.3.实验目的验证数值算法需遵循的若干规则.4.基础理论设计数值算法时,应避免两个相近的数相减、防止大数吃小数、简化计算步骤减少运算次数以减少运算时间并降低舍入误差的积累.两相近的数相减会损失有效数字的个数,用一个大数依次加小数,小数会被大数吃掉,乘法运算次数太多会增加运算时间.5.实验环境操作系统:Windowsxp;程序设计语言:Matlab6.实验过程(1)直接计算并比较;(2)法1:
3、大数逐个加1000个小数,法2:先把1000个小数相加再与大数加;(3)将由高次项到低次项的系数保存到数组A[n]中,其中n为多项式次数.7.结果与分析(1)计算的=,.分析:42(2)123逐次加1000个的和是,先将1000个相加,再用这个和与123相加得.分析:(3)计算次的多项式:直接计算的结果是,用时;用秦九韶算法计算的结果是,用时.分析:8.附录:程序清单(1)两个相近的数相减.%***********************************************************
4、**%*程序名:ex1_1.m*%*程序功能:验证两个相近的数相减会损失有效数字个数*%*************************************************************%x=;%y=;z=1e16;x,y======================================================================(2)大数吃小数%*******************************************************
5、******%*程序名:ex1_2.m*%*程序功能:验证大数吃小数的现象.*%*************************************************************clc;%清屏clearall;%释放所有内存变量formatlong;%按双精度显示浮点数z=123;%大数t=3e-15;%小数x=z;%大数依次加小数%重复1000次给x中加上t42y=0;%先累加小数%重复1000次给y中加上ty=z+y;%再加到大数x,y=======================
6、===============================================(3)秦九韶算法%*************************************************************%*程序名:ex1_3.m*%*程序功能:验证秦九韶算法可节省运行时间.*%*************************************************************clc;%清屏clearall;%释放所有内存变量formatlong;%按双精度
7、显示浮点数A=[8,4,-1,-3,6,5,3,2,1,3,2,-1,4,3,1,-2,4,6,8,9,50,-80,12,35,7,-6,42,5,6,23,74,65,55,80,78,77,98,56];A(10001)=0;%扩展到10001项,后面的都是分量0%A为多项式系数,从高次项到低次项x=1.00037;n=9000;%n为多项式次数%直接计算begintime=clock;%开始执行的时间%求x的i次幂%累加多项式的i次项endtime=clock;%结束执行的时间time1=etime(
8、endtime,begintime);%运行时间disp('直接计算');42disp(['p(',num2str(x),')=',num2str(p)]);disp(['运行时间:',num2str(time1),'秒']);%秦九韶算法计算begintime=clock;%开始执行的时间%累加秦九韶算法中的一项endtime=clock;%结束执行的时间time2=etime(endtime,b