《數(shù)值分析習(xí)題解答(第5版)》是與李慶揚(yáng)、王能超、易大義編寫的《數(shù)值分析》第5版配套的輔導(dǎo)書.書中將教材中各章的“復(fù)習(xí)與思考題”及“習(xí)題”做了詳盡的解答.尤其是對教材第5版所增加的復(fù)習(xí)與思考題的解答,可以幫助讀者對各章知識進(jìn)行歸納、提煉和梳理,有助于讀者全面掌握各章的知識理論和方法,起到統(tǒng)攬全局的作用.習(xí)題部分的解答是在作者多年“數(shù)值分析”課程教學(xué)的基礎(chǔ)上給出的,對于學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中容易出現(xiàn)的問題,在解答中特別加以注意。
《數(shù)值分析習(xí)題解答(第5版)》可供理工科各專業(yè)本科生、研究生學(xué)習(xí)“數(shù)值分析”課程使用,也可作為某些專業(yè)的同等學(xué)力申請學(xué)位或博士生入學(xué)考試的復(fù)習(xí)參考書。
第1章 數(shù)值分析與科學(xué)計算引論
復(fù)習(xí)與思考題解答
習(xí)題解答
第2章 插值法
復(fù)習(xí)與思考題解答
習(xí)題解答
第3章 函數(shù)逼近與快速傅里葉變換
復(fù)習(xí)與思考題解答
習(xí)題解答
第4章 數(shù)值積分與數(shù)值微分
復(fù)習(xí)與思考題解答
習(xí)題解答
第5章 解線性方程組的直接方法
復(fù)習(xí)與思考題解答
習(xí)題解答
第6章 解線性方程組的迭代法
復(fù)習(xí)與思考題解答
習(xí)題解答
第7章 非線性方程與方程組的數(shù)值解法
復(fù)習(xí)與思考題解答
習(xí)題解答
第8章 矩陣特征值計算
復(fù)習(xí)與思考題解答
習(xí)題解答
第9章 常微分方程初值問題數(shù)值解法
復(fù)習(xí)與思考題解答
習(xí)題解答
1.什么是數(shù)值分析?它與數(shù)學(xué)科學(xué)和計算機(jī)的關(guān)系如何?
答數(shù)值分析也稱計算數(shù)學(xué),是數(shù)學(xué)科學(xué)的一個分支,主要研究的是用計算機(jī)求解各種數(shù)學(xué)問題的數(shù)值計算方法及其理論與軟件實現(xiàn)。
數(shù)值分析以數(shù)學(xué)問題為研究對象,但它并不像純數(shù)學(xué)那樣只研究數(shù)學(xué)本身的理論,而是把理論與計算緊密結(jié)合,著重研究數(shù)學(xué)問題的數(shù)值方法及其理論。
2.何謂算法?如何判斷數(shù)值算法的優(yōu)劣?
答一個數(shù)值問題的算法是指按規(guī)定順序執(zhí)行一個或多個完整的進(jìn)程,通過算法將輸入元變換成輸出元。
一個面向計算機(jī),有可靠理論分析且計算復(fù)雜性好的算法就是一個好算法.因此判斷一個算法的優(yōu)劣應(yīng)從算法的可靠性、準(zhǔn)確性、時間復(fù)雜性和空間復(fù)雜性幾個方面考慮。
3.列出科學(xué)計算中誤差的三個來源,并說出截斷誤差與舍入誤差的區(qū)別。
答用計算機(jī)解決實際問題首先要建立數(shù)學(xué)模型,它是對被描述的實際問題進(jìn)行抽象、簡化而得到的,因而是近似的,數(shù)學(xué)模型與實際問題之間出現(xiàn)的誤差叫做模型誤差。
在數(shù)學(xué)模型中往往還有一些根據(jù)觀測得到的物理量,如溫度、長度等,這些參量顯然也包含誤差,這種由觀測產(chǎn)生的誤差稱為觀測誤差。
當(dāng)數(shù)學(xué)模型不能得到精確解時,通常要用數(shù)值方法求它的近似解,其近似解和精確解之間的誤差稱為截斷誤差或方法誤差。
有了求解數(shù)學(xué)問題的計算公式以后,用計算機(jī)做數(shù)值計算時,由于計算機(jī)字長有限,原始數(shù)據(jù)在計算機(jī)上表示時會產(chǎn)生誤差,計算過程又可能產(chǎn)生新的誤差,這種誤差稱為舍人誤差。
截斷誤差和舍人誤差是兩個不同的概念,截斷誤差是由所采用的數(shù)值方法而產(chǎn)生的,因而也稱方法誤差,舍入誤差是由數(shù)值計算而產(chǎn)生的。
4.什么是絕對誤差與相對誤差?什么是近似數(shù)的有效數(shù)字?它與絕對誤差和相對誤差有何關(guān)系?