数值方法练习卷(附答案)

免费可打印的数值方法练习卷:6 道题,从简单到考试水平,附答案。可打印或另存为 PDF。

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1.简单
x012345y11.41421.732122.23612.4495

在表中用线性插值估计 y = 2.3641 处的值 x。

y = 2.3641
x =
2.简单
xyx₀ = 3

对 f(x) = x³ − x − 5 取初值 x₀ = 3,应用牛顿–拉弗森法。求 x1。

f(x) = x³ − x − 5f′(x) = 3x² − 1x₀ = 3
x1 =
3.中等

对 ∫01 eˣ dx 使用梯形法则。误差至多为 (b − a)³·M/(12n²),其中 M 为 [0, 1] 上的 max|f″|。求能保证误差小于 0.0001 的最少窄条数 n。

f(x) = eˣ[a, b] = [0, 1]ε = 0.0001
n =
4.中等
t (s)05101520v (m/s)1015192021

每隔 5 s 测量一次车辆的速度(见表)。用辛普森法则估计从 t = 0 到 t = 20 s 行驶的距离 s。

h = 5 sn = 4
s = m
5.困难
00.511.5202ty(0, 3)

用欧拉法、步长 h = 0.5,解 y′ = −y,y(0) = 3,直到 t = 2。精确解为 y = y₀e−t。求整体误差 |E| = |y(2) − y4|。

y′ = −yy(0) = 3h = 0.5
|E| =
6.困难
00.050.10.150.211.11.2ty(0, 1)

对 y′ = 1 + sin(ty),y(0) = 1,取 h = 0.2,做一步经典龙格–库塔法 (RK4)。求 y₁ ≈ y(0.2)。

y′ = 1 + sin(ty)y(0) = 1h = 0.2
y1 =

答案

  1. 1. x = 4.6
  2. 2. x1 = 2.269
  3. 3. n = 48
  4. 4. s = 348.3 m
  5. 5. |E| = 0.2185
  6. 6. y1 = 1.223

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