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

二分法は、長さ 2 の区間から始まります。各ステップで区間は半分になります。区間が 0.05 より短くなるまでに、少なくとも何ステップ n 必要ですか?

b − a = 2ε = 0.05
n =
2.やさしい
xya = 0b = 1

区間 [0, 1] から始めて、f(x) = cos x − x 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) = cos x − x[a, b] = [0, 1]n = 3
c3 =
3.ふつう
xy00.511.52

台形公式を n = 4 で使って ∫02 eˣ dx を近似し、厳密な値と比べてください。絶対誤差 |E| = |T − I| を求めてください。

f(x) = eˣ[a, b] = [0, 2]n = 4
|E| =
4.ふつう
xy00.51

シンプソンの公式を n = 2 で使って ∫01 eˣ dx を近似し、厳密な値と比べてください。絶対誤差 |E| = |S − I| を求めてください。

f(x) = eˣ[a, b] = [0, 1]n = 2
|E| =
5.むずかしい
00.050.100.050.1ty(0, 0)

古典的ルンゲ–クッタ法(RK4)を、h = 0.1 で 1 ステップ、y′ = 1 + sin(ty)、y(0) = 0 に適用してください。y₁ ≈ y(0.1) を求めてください。

y′ = 1 + sin(ty)y(0) = 0h = 0.1
y1 =
6.むずかしい
00.511.50.20.30.40.5ty(0, 0.5)

ホイン法(改良オイラー法)を h = 0.5 で y′ = −0.5y、y(0) = 0.5 に使い、y3 ≈ y(1.5) を推定してください。

y′ = −0.5yy(0) = 0.5h = 0.5
y3 =

解答

  1. 1. n = 6
  2. 2. c3 = 0.625
  3. 3. |E| = 0.1326
  4. 4. |E| = 0.0005793
  5. 5. y1 = 0.1003
  6. 6. y3 = 0.2384

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。