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1、.第一章緒論一本章的學習要求(1)會求有效數(shù)字。(2)會求函數(shù)的誤差及誤差限。(3)能根據(jù)要求進行誤差分析。二本章應掌握的重點公式(1)絕對誤差:設為精確值,為的一個近似值,稱為的絕對誤差。(2)相對誤差:。(3)絕對誤差限:。(4)相對誤差限:。(5)一元函數(shù)的絕對誤差限:設一元函數(shù)(6)一元函數(shù)的相對誤差限:。(7)二元函數(shù)的絕對誤差限:設一元函數(shù)(8)二元函數(shù)的相對誤差限:。..三本章習題解析1.下列各數(shù)都是經(jīng)過四舍五入得到的近似值,(1)試指出它們有幾位有效數(shù)字,(2)分別估計及的相對誤差限。解:(1)有5位有效數(shù)字,有2位有效數(shù)字,有4位有效數(shù)字,有5位
2、有效數(shù)字。(2)由題可知:為的近似值,分別為近似值。所以同理有為的近似值,,為,的近似值,代入相對誤差限公式:2.正方形的邊長大約為100cm,怎樣測量才能使其面積誤差不超過?解:設正方形的邊長為,則面積為,,在這里設為邊長的近似值,..為面積的近似值:由題可知:即:推出:。1.測得某房間長約=4.32m,寬約為=3.12m,且長與寬的誤差限均為0.01m,試問房間面積S=Ld的誤差限和相對誤差限分別為多少?解:設則有:,。在這里分別為,,的近似值:相對誤差限為:。2.下列公式如何計算才比較準確:(1)當x的絕對值充分小時,計算;(2)當N的絕對值充分大時,計算;
3、(3)當x的絕對值充分大時,計算。解:(1)當時,===(2)當時,===(3)當時,=..=。1.列滿足遞推關系=10-1,n=1,2,…,若=,計算到時誤差有多大?這個計算數(shù)值穩(wěn)定嗎?解:已知準確值,近似值,設他們的誤差為,則有:==以此類推所以==2.計算,取1.4,直接計算和用來計算,哪一個最好?解:依題意構造函數(shù),則,由絕對誤差公式==0.0030723.求二次方程-16x+1=0的較小正根,要求有3位有效數(shù)字。解:由求根公式:。所以。,對比可知:較小的根為,由相近數(shù)相減原理則有:4.如果利用四位函數(shù)表計算,試用不同方法計算并比較結果的誤差。解:5.設x
4、的相對誤差限為δ,求的相對誤差限。解:由題意可知:設,則有在這里設為的近似值,為..的近似值,由已知的相對誤差限為。所以:1.已知三角形面積S=absinc,其中c為弧度,滿足0c>0.,所以命題成立。..第二章插值法一本章的學習要求(1)會用拉格朗日插值和牛頓插值求低階插值多項式。(2)會應用插值余項求節(jié)點數(shù)。(3)會應用均差的性質。二本章應掌握的重點公式(1)線性插值:。(2)拋物插值:。(3)次插值:。
5、(4)拉格朗日插值余項:。(5)牛頓插值公式:。(6)。(7)。(8)牛頓插值余項:。..三本章習題解析1.給定的一系列離散點(1,0),(2,—5),(3,—6),(4,3),試求Lagrange插值多項試。解:設所求插值多項式為,且已知:,代入插值基函數(shù)公式:可得:===化簡代入得:2.若,求,。解:由,所以:!,.由均差的性質(三)可知:,3.給定函數(shù)表012345-7-452665128(1)試用Lagrange插值法求一個三次插值多項式,并由此求的近似值。(2)試用Newton插值公式求一個三次插值多項式,并由此求的近似值。解:(1),取0.5附近的4個
6、點為宜。故取,,。則,按照習題1求出插值基函數(shù)。代入..。可得:,所以:(2)設牛頓插值多項式為,列差商表:一階插商二階插商三階插商0-71-4325933262161所以:=-5.8751.設為互異節(jié)點(j=0,1,2,…,n)求證:,=0,1,2,…,其中為次插值基函數(shù)。證明:根據(jù)題意:設,所以有,結合上式所以有:=,由余項定理可知:,且由定理二可知,當時,所以就有。在這里令變量,所以命題:,成立。2.設且,求證:。證明:由題可知:,,故可構造線性插值多項式即為下式:,記為(1)式,因為,記為(2)式,其中,記為(3)式,..將(1)(3)代入(2)整理:所以
7、:這里取代入,可推出:再放縮得1.若有個不同實零點證明:證明:由題可知:有個不同實零點,故還可以表示成根形式的多項式,即:;由導數(shù)的定義可知:=在此設:;,記為(1)式當時,,則(1)變?yōu)?;當,則(1)式變?yōu)?,..綜上所述:1.給定函數(shù)表-2-10123-5111725已知以上數(shù)據(jù)取自一個多項式,試確定這個多項式的次數(shù);并求出這個多項式。解:用牛頓法:+,列插商表:一階插商二階插商三階插商四階插商五階插商-2-5-116010-311001276310325186100,為三次。2.對函數(shù),及任意常數(shù)a,b,證明:。證明:由高等數(shù)學的知識,我們構造函數(shù),于是就有
8、下式成立: