解答つき数値計算法ワークシート

無料で印刷できる数値計算法のワークシート:やさしい問題から試験レベルまで 6 問、解答つき。印刷するか PDF で保存できます。

先生方へ: 授業で自由に印刷・コピーしてお使いいただけます。新しいワークシートごとに数値が変わり、専用の解答が付きます。授業ページに ExamProblems へのリンクを載せていただけると嬉しいです。

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1.やさしい
xya = 0b = 2

区間 [0, 2] から始めて、f(x) = x³ + 2x − 2 に二分法を適用してください。ステップ 3 の中点 c3 を求めてください。

f(x) = x³ + 2x − 2[a, b] = [0, 2]n = 3
c3 =
2.やさしい
xyx₀ = 1.5

f(x) = x² − 2 に、初期値 x₀ = 1.5 でニュートン–ラフソン法を適用してください。x1 を求めてください。

f(x) = x² − 2f′(x) = 2xx₀ = 1.5
x1 =
3.ふつう

∫01 eˣ dx に台形公式を使います。誤差は、[0, 1] 上で M = max|f″| として、最大でも (b − a)³·M/(12n²) です。誤差が 0.001 未満になることを保証する最小の短冊の数 n を求めてください。

f(x) = eˣ[a, b] = [0, 1]ε = 0.001
n =
4.ふつう
t (s)01020304050v (m/s)3248810

車両の速さが 10 秒ごとに測定されています(表)。台形公式を使って、t = 0 から t = 50 秒までに進んだ距離 s を推定してください。

h = 10 sn = 5
s = m
5.むずかしい
00.5111.52ty(0, 1)

オイラー法を h = 0.25 で y′ = y(2 − y)、y(0) = 1 に使い、y5 ≈ y(1.25) を推定してください。

y′ = y(2 − y)y(0) = 1h = 0.25
y5 =
6.むずかしい
00.20.40.60.8123ty(0, 1)

オイラー法を刻み幅 h = 0.2 で t = 0.8 まで使って、y′ = t + y、y(0) = 1 を解いてください。厳密解は y = −t − 1 + (y₀ + 1)eᵗ です。大域誤差 |E| = |y(0.8) − y4| を求めてください。

y′ = t + yy(0) = 1h = 0.2
|E| =

解答

  1. 1. c3 = 0.75
  2. 2. x1 = 1.417
  3. 3. n = 16
  4. 4. s = 285 m
  5. 5. y5 = 1.897
  6. 6. |E| = 0.3039

ステップごとの詳しい解答:このトピックは examproblems.com で練習できます。