《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(xiě)的《數(shù)值分析》第5版配套的輔導(dǎo)書(shū).書(shū)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(duì)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(duì)各章知識(shí)進(jìn)行歸納、提煉和梳理,有助于讀者全面掌握各章的知識(shí)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(duì)于學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中容易出現(xiàn)的問(wèn)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(qǐng)學(xué)位或博士生入學(xué)考試的復(fù)習(xí)參考書(shū)。
第1章 數(shù)值分析與科學(xué)計(jì)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(jì)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(wèn)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(jì)算機(jī)的關(guān)系如何?
答數(shù)值分析也稱計(jì)算數(shù)學(xué),是數(shù)學(xué)科學(xué)的一個(gè)分支,主要研究的是用計(jì)算機(jī)求解各種數(shù)學(xué)問(wèn)題的數(shù)值計(jì)算方法及其理論與軟件實(shí)現(xiàn)。
數(shù)值分析以數(shù)學(xué)問(wèn)題為研究對(duì)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(jì)算緊密結(jié)合,著重研究數(shù)學(xué)問(wèn)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(gè)數(shù)值問(wèn)題的算法是指按規(guī)定順序執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)完整的進(jìn)程,通過(guò)算法將輸入元變換成輸出元。
一個(gè)面向計(jì)算機(jī),有可靠理論分析且計(jì)算復(fù)雜性好的算法就是一個(gè)好算法.因此判斷一個(gè)算法的優(yōu)劣應(yīng)從算法的可靠性、準(zhǔn)確性、時(shí)間復(fù)雜性和空間復(fù)雜性幾個(gè)方面考慮。
3.列出科學(xué)計(jì)算中誤差的三個(gè)來(lái)源,并說(shuō)出截?cái)嗾`差與舍入誤差的區(qū)別。
答用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問(wèn)題首先要建立數(shù)學(xué)模型,它是對(duì)被描述的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行抽象、簡(jiǎn)化而得到的,因而是近似的,數(shù)學(xué)模型與實(shí)際問(wèn)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(cè)得到的物理量,如溫度、長(zhǎng)度等,這些參量顯然也包含誤差,這種由觀測(cè)產(chǎn)生的誤差稱為觀測(cè)誤差。
當(dāng)數(shù)學(xué)模型不能得到精確解時(shí),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?cái)嗾`差或方法誤差。
有了求解數(shù)學(xué)問(wèn)題的計(jì)算公式以后,用計(jì)算機(jī)做數(shù)值計(jì)算時(shí),由于計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)有限,原始數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)上表示時(shí)會(huì)產(chǎn)生誤差,計(jì)算過(guò)程又可能產(chǎn)生新的誤差,這種誤差稱為舍人誤差。
截?cái)嗾`差和舍人誤差是兩個(gè)不同的概念,截?cái)嗾`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(jì)算而產(chǎn)生的。
4.什么是絕對(duì)誤差與相對(duì)誤差?什么是近似數(shù)的有效數(shù)字?它與絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差有何關(guān)系?