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 4 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 0.0001 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 = 4ε = 0.0001
n =
2.やさしい
xya = 0b = 1

区間 [0, 1] から始めて、f(x) = e−x − x に二分法を適用してください。ステップ 4 の中点 c4 を求めてください。

f(x) = e−x − x[a, b] = [0, 1]n = 4
c4 =
3.ふつう

∫02 x³ dx に台形公式を使います。誤差は、[0, 2] 上で M = max|f″| として、最大でも (b − a)³·M/(12n²) です。誤差が 0.0005 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) = x³[a, b] = [0, 2]ε = 0.0005
n =
4.ふつう
xy00.751.5

シンプソンの公式を n = 2 個の短冊で使って、∫01.5 √(1 + x³) dx を近似してください。S を答えてください。

f(x) = √(1 + x³)[a, b] = [0, 1.5]n = 2
S =
5.むずかしい
00.20.40.50.60.7ty(0, 0.5)

ホイン法(改良オイラー法)を h = 0.25 で y′ = t² + y²、y(0) = 0.5 に使い、y2 ≈ y(0.5) を推定してください。

y′ = t² + y²y(0) = 0.5h = 0.25
y2 =
6.むずかしい
00.20.40.50.60.7ty(0, 0.5)

古典的ルンゲ–クッタ法(RK4)を、h = 0.5 で 1 ステップ、y′ = t² + y²、y(0) = 0.5 に適用してください。y₁ ≈ y(0.5) を求めてください。

y′ = t² + y²y(0) = 0.5h = 0.5
y1 =

解答

  1. 1. n = 16
  2. 2. c4 = 0.5625
  3. 3. n = 127
  4. 4. S = 1.965
  5. 5. y2 = 0.717
  6. 6. y1 = 0.716

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。