计算方法的课后答案

《计算方法》习题答案

第一章 数值计算中的误差

1．什么是计算方法？（狭义解释）

答：计算方法就是将所求的的数学问题简化为一系列的算术运算和逻辑运算，以便在计算机上编程上机，求出问题的数值解，并对算法的收敛性、稳定性和误差进行分析、计算。

2．一个实际问题利用计算机解决所采取的五个步骤是什么？

答：一个实际问题当利用计算机来解决时，应采取以下五个步骤： 实际问题→建立数学模型→构造数值算法→编程上机→获得近似结果 4．利用秦九韶算法计算多项式4)(5

3

-+-=x x x x P 在3-=x 处的值，并编程获得解。 解：400)(2

3

4

5

-+?+-?+=x x x x x x P ，从而

所以，多项式4)(5

3

-+-=x x x x P 在3-=x 处的值223)3(-=-P 。

5．叙述误差的种类及来源。

答：误差的种类及来源有如下四个方面：

（1）模型误差：数学模型是对实际问题进行抽象，忽略一些次要因素简化得到的，它是原始问题的近似，即使数学模型能求出准确解，也与实际问题的真解不同，我们把数学模型与实际问题之间存在的误差称为模型误差。

（2）观测误差：在建模和具体运算过程中所用的一些原始数据往往都是通过观测、实验得来的，由于仪器的精密性，实验手段的局限性，周围环境的变化以及人们的工作态度和能力等因素，而使数据必然带有误差，这种误差称为观测误差。

（3）截断误差：理论上的精确值往往要求用无限次的运算才能得到，而实际运算时只能用有限次运算的结果来近似，这样引起的误差称为截断误差（或方法误差）。

（4）舍入误差：在数值计算过程中还会用到一些无穷小数，而计算机受机器字长的限制，它所能表示的数据只能是一定的有限数位，需要把数据按四舍五入成一定位数的近似的有理数来代替。这样引起的误差称为舍入误差。

6．掌握绝对误差（限）和相对误差（限）的定义公式。

答：设*

x 是某个量的精确值，x 是其近似值，则称差x x e -=*

为近似值x 的绝对误差（简称误差）。若存在一个正数ε使ε≤-=x x e *

，称这个数ε为近似值x 的绝对误差限（简称误差限或精度）。

把绝对误差e 与精确值*

x 之比*

**x x x x e e r -==称为近似值x 的相对误差，称

*

x ε

η=

为近似值x 的相对误差限η≤r e ，由于真值*

x 是未知的，所以常常用

x

e x x x e r =-=*来表示相对误差，于是相对误差可以从绝对误差求出。

7．近似值的规格化表示形式如何？

答：一般地，对于一个精确值*

x ，其近似值x 的规格化形式为m p x x x x 10.021?±=Λ，

其中{}),2,1(9,2,1,0,01p i x x i ΛΛ=∈≠，p 为正整数，m 为整数。

8．有效数字的概念是什么？掌握有效数字与误差的关系。

答：若近似值x 的（绝对）误差限是它的某一位的半个单位，也就是说该近似值准确到这一位，且从该位起直到前面第一个非零数字为止的所有数字都称为有效数字。 若近似值x 的（绝对）误差限为n m x x e -?≤-=102

1

*

，则称x 为具有n 位有效数字的有效数，或称它精确到n

m -10

位，其中的每一位数字n x x x Λ,,21都是x 的有效数字。

设精确值*

x 的近似值x 的规格化形式为m

p x x x x 10.021?±=Λ，若x 具有n 位有效数字，则其相对误差限为n r x e -?≤

11

1021

；反之，若x 的相对误差限为n r x e -?+≤

1110)

1(21，则x 至少有n 位有效数字。

9．下列各数都是对真值进行四舍五入后获得的近似值，试分别写出它们的绝对误差限，相对误差限和有效数字的位数。

（1）024.01=x （2）4135.02=x （3）50.573=x （4）600004=x （5）5

5108?=x ；

解：（1）0005.01*

1

≤-=x x e ；0021.0*≤=-=x

e

x x x e r ；有三位有效数字。 （2）00005.02*

2≤-=x x e ；000121.0*≤=-=x

e

x x x e r ；有四位有效数字。 （3）005.03*

3≤-=x x e ；000087.0*≤=-=x

e

x x x e r ；有四位有效数字。 （4）5.04*

4≤-=x x e ；0000084.0*≤=-=x

e

x x x e r ；有五位有效数字。

（5）5.05*

5≤-=x x e ；000000625.0*≤=-=x

e

x x x e r ；有六位有效数字。

10．为了使19的相对误差≤0.1%，问至少应取几位有效数字？

解：由19的首位数是 4.设近似数*

x 有n 位有效数字，由定理4.1可知，相对误差

001.0104

21

)(1*≤??≤

-n r x e ，解得097.3≥n ，即取4位有效数字，近似数的相对误差不超过0.1%。

11．已知33,3100,1150)(*

2

==-+==x x x x x P y ，计算)3

100

(*p y =及)33(P y =，并求x 和y 的相对误差。 解：Λ55555.51150)3

100

()3100()3100(

2*

-≈-+==p y 281150)33()33()33(2

-=-+==P y Λ333.0)(*≈-=x x x e Λ0101.0)

()(≈=

x

x e x e r Λ44444.22)(*≈-=y y y e Λ801587.0)

()(≈=

y

y e y e r 12．写出误差估计的一般公式（以二元函数),(y x f z =为例）。 解：二元函数),(y x f z =的绝对误差：

)(|)(|)(),(),(y e y

f

x e x f z e y x y x ???+???≈

二元函数的相对误差： z y e y f z x e x f z z e z e y x y x r )

(|)(|)()(),(),(???+???≈=

)(|)(|),(),(y e y

f

z y x e x f z x r y x r y x ????+????=

13．用电表测得一个电阻两端的电压和流过的电流范围分别为V V 2220±=，A I 1.010±=，求这个电阻的阻值R ，并估算其绝对误差和相对误差。

解：2)(≤V e ，1.0)(≤I e ，又2,1,I

V I R I V R I V R -=??=??=

。所以： 42.01.0100

2202101)(|)(|)(|)(|)(),(),(),(),(=?+?=???+???≤???+???≈

I e I R V e V R I e I

R

V e V R R e I V I V I V I V

21099.1)

()(-?≈=

R

R e R e r 。 14．若01.045.0,01.003.1*

2*

1±=±=x x ，计算2

2

12

1x e x y +

=的近似值，并估计)(y e 及其上界。

解：45.02

2

1)03.1(e y +

≈ )(2

1))(()21()21()(2*22*21*11*11*

1*x x x x e e x x x x e x e x y y y e -++-=+-+

=-= ),(,01.02

11006.2)(21))((*2221*1

1*

12*2x x e e e x x x x x x ∈??+?=-++-≤-ξξ

15．已测得某场地长为m l 110=，宽d 的值为m d 80=，已知m l l l e 2.0)(*≤-=，

m d d d e 1.0)(*≤-=，试求面积ld s =的绝对误差限和相对误差限。

解：由ld s =,

l d

s d l s =??=??,，m l l l e 2.0)(*≤-=，m d d d e 1.0)(*≤-=。可得：30

1.080

2.0110)

(|)(|)(|)(|)(),(),(),(),(=?+?=???+???≤???+???≈

d e d

s l e l s d e d s l e l s s e d l d l d l d l 3104.3)

()(-?≈=

s

s e s e r 。

16．掌握二元函数的加、减、乘、除和开方运算的绝对误差和相对误差估计公式。 解：（1）加、减运算： 由于()1/=?+?x y x ()()(),1/,1/,1/-=?-?=?-?=?+?y y x x y x y y x ，所以

()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()|

||/|||/|||,//,,//,y e y x y x e y x x y x e y e y x y x e y x x y x e y e x e y x e y e y x y x e y x x y x e y e x e y x e r r r r r r r r r ?-+

?-≤-?--?-≈--≈-?++?+≈++≈+从而有

（2）乘法运算： 由于

()()，x y

xy y x xy =??=??,所以()()()()()()y e x e xy e y xe x ye r r r +≈+≈,x y e ，从而()()()|||||||||y e x x e y xy e ?+?≤

（3）除法运算： 由于2)(,1)

(y

x y y x y x y

x

-=??=

??，所以)()(1)(2y e y

x

x e y y x

e -≈

，)()()(y e x e y

x

e r r r -≈

（4）乘方及开方运算：

由于()

1-=??n n

nx x

x ，所以()()()()x ne x e x e nx x e r n r n n ≈≈-,1 17．求方程01562

=+-x x 的两个根，使它至少具有4位有效数字（982.27783≈）。

解：782.55982.27281

21

14)56(5621=+≈???--+=x

017863.0782

.55112≈==

x c x 19．求方程01162

=+-x x 的较小正根，要求有3位有效数字。

解：937.15937.781

21

14)16(1621=+≈???--+=x

062747.0937

.15112≈==

x c x 所以较小正根为062747.02≈x 。 20．设41

10,,2,1,0,Λ==

?n dx e x

I x n

n 。

（1）证明：4

110,,2,1,0,Λ=-=-n nI e I n n ；

（2）给出一个数值稳定的算法，并证明算法的稳定性。 （1）证明：11

11

1

---=-===???n x n x

n x

n

n nI e x d e nx e e d x dx e x

I

（2）)(1

1n n I e n

I -=

-

设n n n I I e -=*

，则

n n

n

n n n n n n n e n I I e e n

I I e e n I I e 1

11

0*

0022

*221*

11=

-==-==-=------Λ

Λ 当n 无限大时，n e 越小，所以该算法稳定。

21．用递推算法计算积分?=+=1

010,2,1,0,41Λn dx x

x I n

n ，并验证算法的数值稳定性。 解：1101

10110114

1

41)41(4141441------=+-=+-+=???n n n n n n n I n dx x x dx x dx x x x x I 设0*

00I I e -=，则

1010*

1010022*

2201*11414141

e I I e e I I e e I I e =-==-==

-=Λ

Λ 所以该算法是稳定的。 22．设计一个计算362412

163)(x x x

x f ++=的最小计算量的算法。

解：24121212442362412

163163)(x x x x x x x x x x x x

x f ??+??+????=++=

23．什么是数值稳定的算法？数值计算应遵循的六条规则是什么？

答：一个算法如果原始数据有误差（扰动），而计算过程中舍入误差不增长或增长可以控制，则称此算法是数值稳定的。否则，称此算法是数值不稳定的。

数值计算应遵循的六条规则是：

（1） 选用数值稳定的算法（计算公式）； （2） 尽量避免两个相近数相减；

（3） 尽量避免用绝对值很大的数作乘数； （4） 尽量避免用绝对值很小的数作除数； （5） 防止大数“吃掉”（或“淹没”）小数（即合理安排运算顺序）； （6） 简化计算步骤，减少运算次数。

计算方法——第二章——课后习题答案刘师少

2.1 用二分法求方程013=--x x 在[1, 2]的近似根，要求误差不超过3102 1-?至少要二分多少？ 解：给定误差限ε＝0.5×10－3，使用二分法时，误差限为 )(211*a b x x k k -≤-+ 只要取k 满足ε<-+)(2 11 a b k 即可，亦即 96678.912lg 10lg 35.0lg 12lg lg )lg(=-+-=---≥εa b k 只要取n ＝10. 2.3 证明方程1 -x –sin x ＝0 在区间[0, 1]内有一个根，使用二分法求误差不超过 0.5×10-4的根要二分多少次？ 证明 令f (x )＝1－x －sin x ， ∵ f (0)=1>0，f (1)=－sin1<0 ∴ f (x )=1－x －sin x =0在[0，1]有根.又 f '(x )=-1－c os x<0 (x ∈[0.1]),故f (x ) 在[0，1]单调减少，所以f (x ) 在区间 [0，1]内有唯一实根. 给定误差限ε＝0.5×10－4，使用二分法时，误差限为 )(211*a b x x k k -≤-+ 只要取k 满足ε<-+)(211 a b k 即可，亦即 7287.1312 lg 10lg 45.0lg 12lg lg )lg(=-+-=---≥εa b k 只要取n ＝14. 2.4 方程0123=--x x 在x =1.5附近有根，把方程写成四种不同的等价形式，并建立相应的迭代公式： （1）211x x +=，迭代公式2111k k x x +=+ （2）231x x +=，迭代公式3211k k x x +=+ （3）112-=x x ，迭代公式111-=+k k x x （4）13-=x x ，迭代公式131-=+k k x x 试分析每种迭代公式的收敛性，并选取一种收敛迭代公式求出具有四位有效数字的近似根。 解：（1）令211)(x x f + =，则3 2)(x x f -='，由于 159.05.112)(33<≈≤='x x f ，因而迭代收敛。 （2）令321)(x x f +=，则322)1(3 2)(-+='x x x f ，由于

四年级简便计算练习题(分类)

86x ( 1000－ 2) 15x ( 40－8) 乘法分配律练习题 乘法分配律特别要注意 “两个数的和与一个数相乘， 可以先把它们与这个数分别相乘， 再相加”中的分别两个字。 选择。下面 4组式子中，哪道式子计算较简便？把算式前面的序号填在括号里。 (36+64)x 13 与 ② 36 x 13+64 x 13 135X 15+65X 15 与②(135+65)x 15 101 x 45 与② 100x 45+1 X 45 125X 842 与② 125X 800+125X 40+125X 2 7+8+9)x 10=7x 10+8x 10+9 12x 9+3x 9 = 12+3x 9 (25+50)x 200 = 25x 200+50 101x 63=100x 63+63 98 x 15= 100 x 15 + 2 x 15 类型一：（注意：一定要括号外的数分别乘括号里的两个数，再把积相加） 40＋ 8)x 25 125x ( 8+80) 36x ( 100+50) 24x ( 2＋10) 1、 2、 判断下面的 5 组等式，应用乘法分配律用对的打 ,应用错的打“x”

类型二：（注意：两个积中相同的因数只能写一次） 36 x 34+ 36 x 66 63X 43+ 57X 63 325x 113－325x 13 类型三：（提示：把78x102 75x 23+ 25x 23 93x 6+ 93x 4 28x 18－8x 28 102看作100+ 2；81看作80 + 1，再用乘法分配 律） 69x102 56x101 52x102 125x81 25x41

计算方法引论课后答案.

第一章 误差 1. 试举例,说明什么是模型误差,什么是方法误差. 解: 例如,把地球近似看为一个标准球体,利用公式2 4A r π=计算其表面积,这个近似看为球体的过程产生 的误差即为模型误差. 在计算过程中,要用到π,我们利用无穷乘积公式计算π的值: 12 222...q q π=? ?? 其中 11 2,3,... n q q n +?=?? ==?? 我们取前9项的乘积作为π的近似值,得 3.141587725...π≈ 这个去掉π的无穷乘积公式中第9项后的部分产生的误差就是方法误差,也成为截断误差. 2. 按照四舍五入的原则,将下列各数舍成五位有效数字: 816.956 7 6.000 015 17.322 50 1.235 651 93.182 13 0.015 236 23 解: 816.96 6.000 0 17.323 1.235 7 93.182 0.015 236 3. 下列各数是按照四舍五入原则得到的近似数,它们各有几位有效数字? 81.897 0.008 13 6.320 05 0.180 0 解: 五位 三位 六位 四位 4. 若1/4用0.25表示,问有多少位有效数字? 解: 两位 5. 若 1.1062,0.947a b ==,是经过舍入后得到的近似值,问:,a b a b +?各有几位有效数字? 解: 已知4311 d 10,d 1022 a b --

计算方法的课后答案

《计算方法》习题答案 第一章 数值计算中的误差 1．什么是计算方法？（狭义解释） 答：计算方法就是将所求的的数学问题简化为一系列的算术运算和逻辑运算，以便在计算机上编程上机，求出问题的数值解，并对算法的收敛性、稳定性和误差进行分析、计算。 2．一个实际问题利用计算机解决所采取的五个步骤是什么？ 答：一个实际问题当利用计算机来解决时，应采取以下五个步骤： 实际问题→建立数学模型→构造数值算法→编程上机→获得近似结果 4．利用秦九韶算法计算多项式4)(5 3 -+-=x x x x P 在3-=x 处的值，并编程获得解。 解：400)(2 3 4 5 -+?+-?+=x x x x x x P ，从而 所以，多项式4)(5 3 -+-=x x x x P 在3-=x 处的值223)3(-=-P 。 5．叙述误差的种类及来源。 答：误差的种类及来源有如下四个方面： （1）模型误差：数学模型是对实际问题进行抽象，忽略一些次要因素简化得到的，它是原始问题的近似，即使数学模型能求出准确解，也与实际问题的真解不同，我们把数学模型与实际问题之间存在的误差称为模型误差。 （2）观测误差：在建模和具体运算过程中所用的一些原始数据往往都是通过观测、实验得来的，由于仪器的精密性，实验手段的局限性，周围环境的变化以及人们的工作态度和能力等因素，而使数据必然带有误差，这种误差称为观测误差。 （3）截断误差：理论上的精确值往往要求用无限次的运算才能得到，而实际运算时只能用有限次运算的结果来近似，这样引起的误差称为截断误差（或方法误差）。 （4）舍入误差：在数值计算过程中还会用到一些无穷小数，而计算机受机器字长的限制，它所能表示的数据只能是一定的有限数位，需要把数据按四舍五入成一定位数的近似的有理数来代替。这样引起的误差称为舍入误差。 6．掌握绝对误差（限）和相对误差（限）的定义公式。 答：设* x 是某个量的精确值，x 是其近似值，则称差x x e -=* 为近似值x 的绝对误差（简称误差）。若存在一个正数ε使ε≤-=x x e * ，称这个数ε为近似值x 的绝对误差限（简称误差限或精度）。 把绝对误差e 与精确值* x 之比* **x x x x e e r -==称为近似值x 的相对误差，称

(完整版)四年级加减法简便计算练习题.doc

四年级运算定律与简便计算练习题 一、运算定律 加法交换律：。字母表示为： 加法结合律：。字母表示为： 一个数连续减两个数，可以先算两个减数的和，再相减。字母表示为： 如果小括号前面前面是减号，去掉小括号，要改变括号里的运算符号。字母表示为： 二、加法的简便计算 403+627+597355+260+140+24599+321+101（725+139）+261（245+138）+（62+155）999+322+99486+198546+695398+124549+301728+4052637+2989 三、减法的简便计算 635-99486-197782-4981000-696684-201752-403480-3011000-505 527-145-55496-172-228375-168-75402-192-18 469-128-169-721000-125-640-235 467+92-267654+138-157-43451-（ 251+130）865-（ 165+320）（678+249）－（ 158+149） 四、怎样简便就怎样计算 325-64+75-36345+197+658645-180-2451022－478－422987－（ 287＋135） 672－36＋6436＋64－ 36＋64564-298564+298382＋ 165＋35－ 82

487－287－ 139－61500－257－34－143 2000－368－ 132 568－（ 68＋178） 155＋256＋ 45－98514+189－ 214369－256+156700－2011000-821 512+（373—212）228+（72+189）409－（ 230－91）897－ 72－28897－72+28 四、应用题。 1、雄城商场 1—4 季度分别售出冰箱269 台、 67 台、 331 台和 233 台。雄城商场平均每月售出冰箱多少台？ 2、第三小组六个队员的身高分别是128 厘米、 136 厘米、 140 厘米、 132 厘米、 124 厘米、 127 厘米。他们的平均身高是多少？ 3、一本书共有 326 页，小明第一天看了65 页，第二天看了 35 页，还剩多少页没有看？ 4、黄山旅游景区周末上午迎来1398 名中国游客， 457 名外国游客，中午离开了257 名中国游客、 198 名外国游客，景区里还剩下多少游客？ 五、列式计算 1、96 减去 35 的差，乘 63 与 25 的和，积是多少？ 2、 2727 除以 9 的商与 36 和 43 的积相差多少？ 3、3 与 9 的差除 336 与 474 的和，商是多少？ 4、最大的两位数与最小的三位数的和与差的积是多少？

计算方法习题

《计算方法》练习题一 练习题第1套参考答案 一、填空题 1． 14159.3=π的近似值3.1428，准确数位是（ 2 10- ）。 2．满足d b f c a f ==)(,)(的插值余项=)(x R （ ))((!2) (b x a x f --''ξ ） 。 3．设)}({x P k 为勒让德多项式，则=))(),((22x P x P （5 2 ）。 4．乘幂法是求实方阵（按模最大 ）特征值与特征向量的迭代法。 5．欧拉法的绝对稳定实区间是（ ]0,2[-）。 二、单选题 1．已知近似数,,b a 的误差限)(),(b a εε，则=)(ab ε（Ｃ ）。 A ．)()(b a εε Ｂ．)()(b a εε+ Ｃ．)()(b b a a εε+ Ｄ．)()(a b b a εε+ 2．设x x x f +=2 )(，则=]3,2,1[f （ Ａ ）。 Ａ．１ Ｂ．２ Ｃ．３ Ｄ．４ 3．设Ａ＝?? ? ? ??3113，则化Ａ为对角阵的平面旋转=θ（ Ｃ ） ． Ａ． 2π Ｂ．3π Ｃ．4π Ｄ．6 π 4．若双点弦法收敛，则双点弦法具有（Ｂ ）敛速． Ａ．线性 Ｂ．超线性 Ｃ．平方 Ｄ．三次 5．改进欧拉法的局部截断误差阶是（ Ｃ ）. A ．)(h o Ｂ．)(2 h o Ｃ．)(3 h o Ｄ．)(4 h o 三、计算题 1．求矛盾方程组：??? ??=-=+=+2 42321 2121x x x x x x 的最小二乘解。 2 212 212 2121)2()42()3(),(--+-++-+=x x x x x x x x ?， 由 0,021=??=??x x ? ?得：???=+=+9 629232121x x x x ， 解得14 9 ,71821== x x 。

计算方法课后题答案之习题二

习题二 1. 证明方程043 =-+x x 在区间[1，2]内有一个根。如果用二分法求它具有5位有效数字的根，需要 二分多少次。 证明: （1） 不妨令 4)(3-+=x x x f ，求得： 02)1(<-=f 06)2(>=f 又因为4)(3-+=x x x f 在区间[1，2]内是连续的，所以在区间[1，2]内有至少一个根。 又因为 13)(2'+=x x f 在区间[1，2]内013)(2'>+=x x f ，所以4)(3-+=x x x f 单调。 得证，043 =-+x x 在区间[1，2]内仅有一个根。 （2）具有5位有效数字的根，说明根可以表示成 5 4321.a a a a a ，所以绝对误差限应该是 5a 位上的 一半，即： 4105.0-?=ε。由公式： ε≤-+1 2 k a b 可得到, 14=k 迭代次数为151=+k 次。 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2. 用二分法求方程 0)2 (sin )(2=-=x x x f 在区间[1.5，2]内的近似根（精确到10-3）。 解：043499.05625.099749.0)25.1(5.1sin )5.1(2 >=-=-=f 009070.0190930.0)22(2sin )2(2 <-=-=-=f 所以0)2 (sin )(2 =-=x x x f 在区间[1.5，2]内有根，又 x cos )('-=x x f 在区间[1.5，2]内 0x cos )('<-=x x f 所以 0)2 (sin )(2=-=x x x f 在区间[1.5，2]内有根，且唯一。符合二分条件，可以用二分法，二分的 次数为：

四年级下册简便方法计算练习题

四年级下册简便方法计算练习题126×6×8 600÷25÷4 55×36＋64×55 755－122－78 600÷25 （8＋80）×125 125×18 234×80×5 781－499 125×38＋125×30 25×32 4004×25 25×16－25×10 25×16×125 （125＋16）×8 79×99＋79 781×101－781 79×16＋79×78＋79×6 25×101

789×99 800÷125 1736＋403 2000÷125 65＋93×65＋6×65 9999＋999＋99＋9 158+262+138 375+219+381+225 5001－247－1021－232 （181+2564）+2719 378+44+114+242+222 276+228+353+219 (375+1034)+(966+125) (2130+783+270)+1017 99+999+9999+99999 7755－(2187+755) 2214+638+286 3065－738－1065 899+344

2370+1995 3999+498 1883－398 12×25 75×24 138×25×4 (13×125)×(3×8) (12+24+80)×50 704×25 25×32×125 32×(25+125) 88×125 102×76 58×98 178×101－178 84×36+64×84 75×99+2×75 83×102－83×2 98×199 123×18－123×3+85×123 50×(34×4)×3 25×（24+16） 178×99+178 79×42+79+79×57 7300÷25÷4 8100÷4÷75 16800÷120 30100÷2100 32000÷400 49700÷700

数值分析丛书

作者：李庆扬，王能超，易大义编 出版社：清华大学出版社 出版时间：2008年12月 本书是为理工科大学各专业普遍开设 的“数值分析”课程编写的教材。其内容包 括插值与逼近，数值微分与数值积分，非 线性方程与线性方程组的数值解法，矩阵 的特征值与特征向量计算，常微分方程数 值解法。每章附有习题并在书末给出了部 分答案，每章还附有复习与思考题和计算 实习题。全书阐述严谨，脉络分明，深入 浅出，便于教学。 本书也可作为理工科大学各专业研究 生学位课程的教材，并可供从事科学计算 的科技工作者参考。 作者：徐萃薇，孙绳武编著 出版社：高等教育出版社 本书为普通高等教育“十一五”国家 级规划教材。本书从服务于多层次、多 专业、多学科的教学需要出发，在选材 上考虑普适性，涉及现代数字电子计算 机上适用的各类数学问题的数值解法以 及必要的基础理论，在材料组织安排上 给讲授者根据教学要求和学生情况适当 剪裁的自由，一些内容还可作为阅读材 料。 新版全书经过整理、润色，多处内容有 所修改，乃至重写。考虑到代数计算在 应用中所占份额较大，是比较活跃的领 域，六至十章改动较大；新增共轭斜量 法、预善共轭斜量法、拟Newton法等；改进了例题设置，增加数量，加强例题间联系；新 增习题参考答案；参考文献收集了国内外内容结构与本书相近的、有影响的、包括新近面世 的一些书籍，并按大学生教材和研究生教材或专著分列，可供读者加深理解和进一步提高使 用。有些对研究工作亦不无裨益。 本书算法描述不拘一格，或用自然语言，或用某种形式语言(以描述某些细节)，便于理解， 也便于编程。本书可作为工科非计算数学专业本科生学习“计算方法”课程的教材。

四年级数学简便方法计算题

小学四年级简便方法计算题 第一种(300+6)x12 25x(4+8) 125x(35+8) (13+24)x8 第二种84x101 504x25 78x102 25x204 第三种99x64 99x16 638x99 999x99 第四种99X13+13 25+199X25 32X16+14X32 78X4+78X3+78X3 第五种125X32X8 25X32X125 88X125 72X125 第六种 3600÷25÷4 8100÷4÷75 3000÷125÷8 1250÷25÷5 第七种1200-624-76 2100-728-772 273-73-27 847-527-273 第八种278+463+22+37 732+580+268 1034+780320+102 425+14+186 第九种 214-（86+14） 787-（87-29） 365-（65+118） 455-（155+230）第十种576-285+85 825-657+57 690-177+77 755-287+87 第十一种871-299 157-99 363-199 968-599

第十二种178X101-178 83X102-83X2 17X23-23X7 35X127-35X16-11X35 第十三种64÷（8X2） 1000÷（125X4） 第十四种375X（109-9） 456X（99+1） 容易出错类型（共五种类型） 600-60÷15 20X4÷20X4 736-35X20 25X4÷25X4 98-18X5+25 56X8÷56X8 280-80÷ 4 12X6÷12X6 175-75÷25 25X8÷25X8 80-20X2+60 36X9÷36X9 36-36÷6-6 25X8÷（25X8） 100+45-100+45 15X97+3 100+1-100+1 48X99+1 1000+8-1000+8 5+95X28 102+1-102+1 65+35X13 25+75-25+75 40+360÷20-10 13+24X8 672-36+64 324-68+32 100-36+64

计算方法习题答案

计算方法第3版习题答案 习题1解答 1.1 解：直接根据定义得 *411()102x δ-≤?*411()102r x δ-≤?*3*12211 ()10,()1026 r x x δδ--≤?≤?*2*5331()10,()102r x x δδ--≤?≤ 1.2 解：取4位有效数字 1.3解：433 5124124124 ()()() 101010() 1.810257.563 r a a a a a a a a a δδδδ----++++++≤≤=?++? 123()r a a a δ≤ 123132231123 ()()() a a a a a a a a a a a a δδδ++0.016= 1.4 解：由于'1(),()n n f x x f x nx -==，故***1*(())()()()n n n f x x x n x x x δ-=-≈- 故** * ***(()) (())()0.02()r r n f x x x f x n n x n x x δδδ-= ≈== 1.5 解： 设长、宽和高分别为 ***50,20,10l l h h εεωωεεεε=±=±=±=±=±=± 2()l lh h ωωA =++，*************()2[()()()()()()]l l l h h l h h εδωωδδδωδδωA =+++++ ***4[]320l h εωε=++= 令3201ε<，解得0.0031ε≤， 1.6 解：设边长为x 时，其面积为S ，则有2()S f x x ==，故 '()()()2()S f x x x x δδδ≈= 现100,()1x S δ=≤，从而得() 1 ()0.00522100 S x x δδ≈ ≤ =? 1.7 解：因S ld =，故 S d l ?=?，S l d ?=?，*****()()()()()S S S l d l d δδδ??≈+?? * 2 ()(3.12 4.32)0.010.0744S m δ=+?=, *** ** * () () 0.0744 ()0.55%13.4784 r S S S l d S δδδ= = = ≈ 1.8 解：（1）4.472 （2）4.47 1.9 解：(1) （B ）避免相近数相减 (2)（C ）避免小除数和相近数相减 (3)（A ）避免相近数相减 (3)（C ）避免小除数和相近数相减，且节省对数运算 1.10 解 （1）357sin ...3!5!7!x x x x x =-+-+ 故有357 sin ..3!5!7! x x x x x -=-+-， （2） 1 (1)(1)1lnxdx ln ln ln N+N =N N +-N N +N +-? 1 (1)1ln ln N +=N +N +-N 1.11 解：0.00548。 1.12解：21 16 27 3102 ()()() -? 1.13解：0.000021

计算方法练习题与答案

练习题与答案 练习题一 练习题二 练习题三 练习题四 练习题五 练习题六 练习题七 练习题八 练习题答案 练习题一 一、是非题 1.*x=–1 2.0326作为x的近似值一定具有6位有效数字，且其误差限 ≤ 4 10 2 1 - ? 。( ) 2.对两个不同数的近似数，误差越小，有效数位越多。( ) 3.一个近似数的有效数位愈多，其相对误差限愈小。( )

4. 用 2 12x -近似表示cos x 产生舍入误差。 ( ) 5. 3.14和3.142作为π的近似值有效数字位数相同。 ( ) 二、填空题 1. 为了使计算()()2334912111y x x x =+-+---的乘除法次数尽量少，应将该表达式改写为 ； 2. *x =–0.003457是x 舍入得到的近似值，它有 位有效数字，误差限 为 ，相对误差限为 ； 3. 误差的来源是 ； 4. 截断误差为 ； 5. 设计算法应遵循的原则 是 。 三、选择题 1．*x =–0.026900作为x 的近似值，它的有效数字位数为( ) 。 (A) 7； (B) 3； (C) 不能确定 (D) 5. 2．舍入误差是( )产生的误差。 (A) 只取有限位数 (B) 模型准确值与用数值方法求得的准确值 (C) 观察与测量 (D) 数学模型准确值与实际值

3．用 1+x 近似表示e x 所产生的误差是( )误差。 (A). 模型 (B). 观测 (C). 截断 (D). 舍入 4．用s *=21 g t 2表示自由落体运动距离与时间的关系式 (g 为重力加速度)，s t 是 在时间t 内的实际距离，则s t s *是（ ）误差。 (A). 舍入 (B). 观测 (C). 模型 (D). 截断 5．1.41300作为2的近似值，有( )位有效数字。 (A) 3； (B) 4； (C) 5； (D) 6。 四、计算题 1． 3.142，3.141，22 7分别作为π的近似值，各有几位有效数字？ 2． 设计算球体积允许的相对误差限为1%，问测量球直径的相对误差限最大为多少？ 3． 利用等价变换使下列表达式的计算结果比较精确： (1)1||,11211<<+-++x x x x ， (2) 1||1112<<+?+x dt t x x (3) 1||,1<<-x e x ， (4) 1)1ln(2>>-+x x x 4．真空中自由落体运动距离s 与时间t 的关系式是s =21 g t 2，g 为重力加速度。现设g 是精确的，而对t 有0.1±秒的测量误差，证明：当t 增加时，距离的绝对误差增加，而相对误差却减少。

数值计算方法习题答案(绪论,习题1,习题2)

引论试题（11页） 4 试证：对任给初值x 0, 0)a >的牛顿迭代公式 112(),0,1 ,2,......k a k k x x x k +=+= 恒成立下列关系式： 2112(1)(,0,1,2,.... (2)1,2,...... k k k x k x x k x k +-=≥= 证明： （1 ）(2 2 11222k k k k k k k k x a x a x x x x x +-??-+=+= =? ?? （2） 取初值00>x ，显然有0>k x ，对任意0≥k ， a a x a x x a x x k k k k k ≥+??? ? ??-=???? ??+=+2 12121 6 证明： 若k x 有n 位有效数字，则n k x -?≤ -1102 1 8， 而() k k k k k x x x x x 28882182 1-=-???? ??+=-+ n n k k x x 21221102 1 5.22104185 .28--+?=??<-∴>≥ 1k x +∴必有2n 位有效数字。 8 解： 此题的相对误差限通常有两种解法. ①根据本章中所给出的定理： （设x 的近似数* x 可表示为m n a a a x 10......021*?±=，如果* x 具有l 位有效数字，则其相对误差限为 ()11 * *1021 --?≤ -l a x x x ，其中1a 为*x 中第一个非零数） 则7.21=x ，有两位有效数字，相对误差限为

025.0102 21 111=??≤--x x e 71.22=x ，有两位有效数字，相对误差限为 025.0102 21 122=??≤--x x e 3 2.718x =，有两位有效数字，其相对误差限为： 00025.0102 21 333=??≤--x e x ②第二种方法直接根据相对误差限的定义式求解 对于7.21=x ，0183.01<-e x ∴其相对误差限为 00678.07 .20183 .011≈<-x e x 同理对于71.22=x ，有 003063 .071 .20083 .022≈<-x e x 对于718.23=x ，有 00012.0718 .20003 .033≈<-x e x 备注：（1）两种方法均可得出相对误差限，但第一种是对于所有具有n 位有效数字的近似数都成立的正确结论，故他对误差限的估计偏大，但计算略简单些；而第二种方法给出较好的误差限估计，但计算稍复杂。 （2）采用第二种方法时，分子为绝对误差限，不是单纯的对真实值与近似值差值的四舍五入，绝对误差限大于或等于真实值与近似值的差。 11. 解: ......142857.3722≈，.......1415929.3113 255≈ 21021 722-?≤-∴ π，具有3位有效数字 6102 1 113255-?≤-π，具有7位有效数字

人教版四年级加减法简便计算专项练习题

四年级运算定律与简便计算练习题 姓名：评价： 一、运算定律。 加法交换律：。字母表示为： 加法结合律：。字母表示为： 一个数连续减两个数，可以先算两个减数的和，再相减。字母表示为： 如果小括号前面前面是减号，去掉小括号，要改变括号里的运算符号。字母表示为： 二、能简算就简算。 403＋627＋597 355＋260＋140＋245 99＋321＋101 （725＋139）＋261 （245＋138）＋（62＋155） 360＋360÷40 527－145－55 375－168－75 469－128－169－72 1000－125－640－235 487－287－139－61 525－525÷5 467＋92－267 36＋64－36＋64 325－64＋75－36

?我会自学简便计算 ? 姓名： 自学结果教师评价： 自学结果家长评价：1、分解法。 小试身手： 例1：998 ＋322 想：998只要加上2即可得 197 ＋203 ＝998＋2＋320 1000，所以将322分解＝（998＋2）＋320 成“322＝2＋320”，再＝1000＋320 用加法结合律。 ＝1320 例2：480－301 想：301是用300加上1得来的。690 －203 ＝480－300－1 所以将301分解为300和1。＝180－1 然后，先减去300，再减1，不就是＝179 总共减去301了吗。 2、借数还数法。 例1：486－198 想：通过观察，发现198个只差2个635－99 ＝486－200＋2 即可得200，所以将198先跟空气?＝286＋2 借来2个组成200，再用486减去200，＝288 这时，200里面多了个借来的2也被减去了，怎么办，还回来，所以得＋2，懂了吗。 3、大显身手。 564－298 700－201 637＋299 782－498 398＋122 549＋301 借得2个才满200哟， 记得还，再借不难。 借去的2个已经减掉了，所以还给你了哟还。 我得分开减 它要两个，送 2个给它呗。

(完整版)人教版四年级下数学简便方法计算题集

人教版四年级下册数学简便计算题 第一类：加 65+73+135 357+288+143 272+68+28 129+235+171+165 17+145+23+35 999+99+9+3 6+7+8+102+103+104 9998+3+99+998+3+9 第二类：减 400-256-44 517-53-47 284-159-41 258-42-16 545-167-145 478-47-178 344-（144+37）236-（177+36）

45×4×5 23 ×5×2 25×9×4 8×（125×13）（250×125）×（4×8）88×125 72×125 125×64×25 42×125×8×5 25×4×88×125 第四类：乘 （12+50）×40 125×（40-4）76×103 18×125 25×44 42×25 99×9 99×78

45×37+37×55 28×21+28×79 17×23-23×7 38×46+64×38 99×32+32 46+46×59 167×2+167×3+167×5 39×8+6×39-39×4 28×225-2×225-6×225 （42+25）×125+（18+15）×125 23×2×4+25×4×2+27×1×8+25×8×1 99×22+33×34 第六类：除 360÷4÷9 250÷5÷2 600÷12÷5

800÷5÷8 480÷5÷48 240÷5÷12 420÷35 2400÷25 7800÷12 第七类：加减 92+99 197+102 354-108 405-99 127-98 323+189-123 248+86-48 672-36+64 （6467-832）+（1832-1467） 1530+（592-530）-192 （2+4+6+……+98+100）-（1+3+5+……+97+99） 第八类：乘除 960×46÷48 99000÷121×11 3702×38÷1234

计算方法课程教学大纲

《计算方法》课程教学大纲 课程编号： 学时：54 学分：3 适用对象：教育技术学专业 先修课程：高等数学、线性代数 考核方式：本课程考试以笔试为主70%，兼顾学生的平时成绩30%。 使用教材及主要参考书： 使用教材： 李庆扬.《数值分析(第四版)》, 清华大学出版,2014年。 主要参考书： 1.朱建新,李有法.《高等学校教材:数值计算方法(第3版)》,高等教育出版社,2012。 2.徐萃薇,孙绳武.《计算方法引论(第4版)》,高等教育出版社,2015。 一课程的性质和任务 计算方法是教育技术学专业学生的一门专业选修课。作为计算数学的一个重要分支，它是数学科学与计算机技术结合的一门应用性很强的学科，本课程重点介绍计算机上常用的基本计算方法的原理和使用；同时对计算方法作适当的分析。 教学任务：通过本课程的学习，要使学生具有现代数学的观点和方法，并初步掌握处理计算机常用数值分析的构造思想和计算方法。同时，也要培养学生抽象思维和慎密概括的能力，使学生具有良好的开拓专业理论的素质和使用所学知识分析和解决实际问题的能力。 二教学目的与要求 教学目的：通过学习使学生了解数值计算方法的基本原理。了解计算机与数学结合的作用及课程的应用性。为今后使用计算机解决实际问题中的数值计算问题打下基础。 通过理论教学达到如下基本要求。 1．了解误差的概念 2．掌握常用的解非线性方程根的方法 3．熟练掌握线性代数方法组的解法 4．熟练掌握插值与拟合的常用方法 5．掌握数值积分方法 6．了解常微分方程初值问题的数值方法 三学时分配

四教学中应注意的问题 本课程是一门理论性较强、内容较抽象的综合课程，因此面授辅导或自学，将是不可缺少的辅助教学手段，教师在教学的过程中一定要注意理论结合实际，课堂教学并辅助上机实验，必须通过做练习题和上机实践来加深对概念的理解和掌握，熟悉公式的运用，从而达到消化、掌握所学知识的目的。同时应注重面授辅导或答疑，及时解答学生的疑难问题。 五教学内容 第一章绪论（误差） 基本内容: 第一节数值分析研究的对象和特点 第二节数值计算的误差 1.误差的来源与分类 2.误差与有效数字 3.数值运算的误差估计 第三节误差的定性分析与避免误差的危害 1.病态问题与条件数 2.算法的数值稳定性 3.避免误差危害的若干原则 教学重点难点: 重点：数值运算的误差估计。 难点：误差的定性分析与避免误差的危害。

四年级数学简便方法计算题

小学四年级简便方法计算题 第一种 (300+6)x12 25x(4+8) 125x (35+8) (13+24)x8 第二种 84x101 504x25 78x102 25x204 第三种 99x64 99x16 638x99 999x99 第四种 99X13+13 25+199X25 32X16+14X32 78X4+78X3+78X3 第五种 125X32X8 25X32X125 88 X125 72X125 第六种3600÷25÷4 8100÷4÷75 3000÷125÷8 1250÷25÷5

第七种 2 273-73-27 847-527-273 第八种 278+463+22+37 732+580+268 1034+780320+102 425+14+186 第九种214-（86+14）787-（87-29）365-（65+118）455-（155+230） 第十种 576-285+85 825-657+57 690-177+77 755-287+87 第十一种871-299 157-99 363-199 968-599 第十二种 178X101-178 83X102-83X2 17X23-23X7

35X127-35X16-11X35 第十三种64÷（8X2）1000÷（125X4） 第十四种 375X（109-9）456X（99+1） 容易出错类型（共五种类型） 600-60÷15 20X4÷20X4 736-35X20 25 X4÷25X4 98-18X5+25 56X8÷56X8280-80÷ 4 12X6÷12X6 175-75÷2525X8÷25X880-20X 2+60 36X9÷36X9 36-36÷6-6 25X8÷（25X8）100+45-100+45 15X97+3

计算方法引论-第十三章

计算方法引论： 微分方程数值解法 ?常微分方程初值问题的数值解法?双曲型方程的差分解法 ?抛物型方程的差分解法 ?橢圆型方程的差分解法 ?有限元方法

第十三章抛物型方程差分解法?初值问题和初边值混合问题 ?微分方程的差分近似 ?边界条件的差分近似 ?几种常用的差分格式 ?差分格式的稳定性 ?二维热传导方程的交替方向法

热传导方程定解问题 ?热传导方程 ?初值问题 ?初边值问题 –u (x ,0)=?(x ), 0≤x ≤1 –Ⅰu (0,t )=g 1(t ), Ⅲu (1,t )=g 2(t ), 2 20, 0, 0≤??(,0)(), u x x x ?=<+∞110 221()() 0()()x x u t u g t x t T u t u g t x λλ==? ??? -=? ?????≤≤? ????+= ??????

一些数值微分公式 ?一阶差商 ?二阶差商 1(,)(,1)(,)(,)2tt k j u u k j u k j u k t t τ τ?+-''=-?2(,)(,)(,1)(,)2 tt k j u u k j u k j u k t t τ τ?--''=+?2 3(,)(,1)(,1)(,)26 ttt k j u u k j u k j u k t t τ τ?+--''=-?2 2 (4) 22 (,)(1,)2(,)(1,)(,)12xxxx k j u u k j u k j u k j h u x j x h ?+-+-=-?

微分方程的差分近似 ?差商代微商h =1/N ?近似解满足差分方程 –形式1 –形式2 s =τ/h 2 ?截断误差 ,2 (,1)(,) (1,)2(,)(1,)0h u k j u k j u k j u k j u k j b R h ττ+-+-+---=2 (4) 2,1(,)(,)() 212 h tt xxxx bh R u"k t u x j O h τττ=-=+ 0 22 ,1,,1,1,=+----++h u u u b u u j k j k j k j k j k τ 2 (4)2 ,1(,)(,)()212 h tt xxxx bh R u"k t u x j O h ττ τ=-=+,1,1,,1,(2)k j k j k j k j k j u u bs u u u ++-=+-+

计算方法-刘师少版课后习题答案

1.1 设3.14, 3.1415, 3.1416分别作为π的近似值时所具有的有效数字位数 解 近似值x =3.14＝0.314×101,即m =1，它的绝对误差是 －0.001 592 6…，有 31105.06592001.0-*?≤=- x x . 即n =3，故x =3.14有3位有效数字. x =3.14准确到小数点后第2位. 又近似值x =3.1416，它的绝对误差是0.0000074…，有 5-1*10?50≤00000740=-.. x x 即m =1,n ＝5，x =3.1416有5位有效数字. 而近似值x =3.1415，它的绝对误差是0.0000926…，有 4-1*10?50≤00009260=-.. x x 即m =1,n ＝4，x =3.1415有4位有效数字. 这就是说某数有s 位数，若末位数字是四舍五入得到的，那么该数有s 位有效数字 1.2 指出下列各数具有几位有效数字，及其绝对误差限和相对误差限： 2.0004 －0.00200 9000 9000.00 解 （1）∵ 2.0004＝0.20004×101, m=1 绝对误差限：4105.0000049.020004.0-*?≤≤-=-x x x m -n =-4,m =1则n =5,故x =2.0004有5位有效数字 1x =2，相对误差限000025.010******** 1)1(1 =??=??=---n r x ε （2）∵ －0.00200= -0.2×10-2, m =-2 5105.00000049.0)00200.0(-*?≤≤--=-x x x m -n =-5, m =-2则n =3,故x =-0.00200有3位有效数字 1x =2，相对误差限3 110221 -??=r ε=0.0025 (3) ∵ 9000=0.9000×104, m =4， 0105.049.09000?<≤-=-*x x x m -n =0, m =4则n =4,故x =9000有4位有效数字 4 110921-??=r ε＝0.000056 (4) ∵9000.00=0.900000×104, m =4， 2105.00049.000.9000-*?<≤-=-x x x m -n =-2, m =4则n =6,故x =9000.00有6位有效数字 相对误差限为6 110921-??=r ε＝0.000 00056 由(3)与(4)可以看到小数点之后的0，不是可有可无的，它是有实际意义的. 1.3 ln2=0.69314718…，精确到310-的近似值是多少？ 解 精确到310-＝0.001，即绝对误差限是ε＝0.0005, 故至少要保留小数点后三位才可以.ln2≈0.693 2.1 用二分法求方程013=--x x 在[1, 2]的近似根，要求误差不超过 31021-?至少要二分多少？ 解：给定误差限ε＝0.5×10－3，使用二分法时，误差限为 )(211*a b x x k k -≤-+ 只要取k 满足ε<-+)(211a b k 即可，亦即 96678.912lg 10lg 35.0lg 12lg lg )lg(=-+-=---≥εa b k 只要取n ＝10. 2.3 证明方程1 -x –sin x ＝0 在区间[0, 1]内有一个根，使用二分法求误差不超过 0.5×10-4的根要二分多少次？ 证明 令f (x )＝1－x －sin x ， ∵ f (0)=1>0，f (1)=－sin1<0 ∴ f (x )=1－x －sin x =0在[0，1]有根.又 f '(x )=-1－c os x<0 (x ∈[0.1]),故f (x ) 在[0，1]单调减少，所以f (x ) 在区间 [0，1]内有唯一实根. 给定误差限ε＝0.5×10－4，使用二分法时，误差限为 )(211*a b x x k k -≤-+ 只要取k 满足ε<-+)(211a b k 即可，亦即 7287.1312lg 10lg 45.0lg 12lg lg )lg(=-+-=---≥εa b k 只要取n ＝14. 2.4 方程0123=--x x 在x =1.5附近有根，把方程写成四种不同的等价形式，并建立相应的迭代公式： （1）211x x +=，迭代公式2111k k x x +=+ （2）231x x +=，迭代公式3211k k x x +=+ （3）112-=x x ，迭代公式111-=+k k x x （4）13-=x x ，迭代公式131-=+k k x x 试分析每种迭代公式的收敛性，并选取一种收敛迭代公式求出具有四位有效数字的近似根。 解：（1）令211)(x x f +=，则32)(x x f -='，由于