上海海事大学12-13数值分析试A卷答案.doc

上海海事大学2012---2013学年第 2 学期 研究生 数值分析 课程考试试卷A(答案) 学生姓名 学号 专业 1. 利用Seidel迭代法求解Axb时,其迭代矩阵是;

当系数矩阵A满足 严格对角占优 时,Seidel迭代法收敛 。

7. 反幂法是求可逆矩阵按模最小 特征值和特征向量的计算方法. 6. QR法是计算 非奇异矩阵的 所有 特征值和特征向量的计算方法 1. 利用Jacobi迭代法求解Axb时,其迭代矩阵是;

当系数矩阵A满足 严格对角占优 时,Jacobi迭代法收敛 。

2. 对于求解Axb,如果右端有的扰动存在而引起解的误差为,则 相对误差 3. 幂法是求矩阵 按模最大 特征值和特征向量的计算方法. Jacobi法是计算 实对称矩阵的所有 特征值和特征向量的计算方法 六.设方程组Axb有唯一解,其等价变形构造的迭代格式为,如矩阵谱半径,但B有一个特征值满足,求证存在初始向量,使得迭代产生的序列收敛于。

(7分) 证明 由, 对于B的一个特征值满足,特征向量设为, 故取初始向量,有 ,所以收敛于 八.给定函数函数,对于一切,存在,且, 证明对于范围内的任意定数,迭代过程均收敛于的根。

(7分) 解,,单调,根存在条件下必唯一。迭代函数 , 有条件,可得 故 , 所以 所以 十. 初值问题的解为,是由Euler法得出的数值解 证明整体误差 ,并说明其收敛性。

(7分) 解对任意固定值x0,取,所以,由Euler法 所以, 对任意固定点,的所以收敛。

解因为,所以 略去余项得 。

又 当时, 因为,当时, 所以是二阶精度。

因为 因,所以即 故梯形公式是无条件绝对稳定的。

九.试用关于互异节点和的插值多项式和构造出关于节点的不超过n-1次的多项式。(7分) 解因为,,且都为不超过n-2次的多项式,故 ,所以为不超n-1次多项式 有得到 所以 三. 假设已知矩阵A的某个特征值的近似值,即有,。试分析用什么方法可以修正特征值的近似值,并得到相应于特征值的特征向量。

(6分) 解设,故是B的按模最小特征值。由反幂法可得 ,作,即得,则对充分大的, (即为特征值对应的特征向量)且 八. 证明用单步法 求解初值问题, 可以给出准确解 。

(7分) 解 因 又由taylor展开得 由此,故当时,该法可得准确解。

九.给定,,在区间上有三阶连续导数,证明 这里 (10分) 解以作为插值条件作 则所求插值多项式为 所以 所以 且; 或者