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
xyx₀ = 1

f(x) = ln x + x − 2 に、初期値 x₀ = 1 でニュートン–ラフソン法を適用してください。x2 を求めてください。

f(x) = ln x + x − 2f′(x) = 1/x + 1x₀ = 1
x2 =
2.やさしい
x123456y1.09861.38631.60941.79181.94592.0794

表の線形補間を使って、y = 1.1849 となる値 x を推定してください。

y = 1.1849
x =
3.ふつう
xy012

シンプソンの公式を n = 2 で使って ∫02 sin x 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) = sin x[a, b] = [0, 2]n = 2
|E| =
4.ふつう
xy00.20.40.60.81

台形公式を n = 5 個の短冊で使って、∫01 √(1 + x³) dx を近似してください。T を答えてください。

f(x) = √(1 + x³)[a, b] = [0, 1]n = 5
T =
5.むずかしい
00.511.500.20.40.6ty(0, 0.5)

オイラー法を刻み幅 h = 0.5 で t = 1.5 まで使って、y′ = −y、y(0) = 0.5 を解いてください。厳密解は y = y₀e−t です。大域誤差 |E| = |y(1.5) − y3| を求めてください。

y′ = −yy(0) = 0.5h = 0.5
|E| =
6.むずかしい
00.050.10.150.20.50.550.6ty(0, 0.5)

古典的ルンゲ–クッタ法(RK4)を、h = 0.2 で 1 ステップ、y′ = cos t − y、y(0) = 0.5 に適用してください。y₁ ≈ y(0.2) を求めてください。

y′ = cos t − yy(0) = 0.5h = 0.2
y1 =

解答

  1. 1. x2 = 1.557
  2. 2. x = 1.3
  3. 3. |E| = 0.008914
  4. 4. T = 1.115
  5. 5. |E| = 0.04907
  6. 6. y1 = 0.5894

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。