武漢理工大學 數值分析 2023年期末複習提綱

2021-10-01 14:10:47 字數 2420 閱讀 5883

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考試時間

第一章第二章

第四章第五章

第六章超鬆弛

第七章允許攜帶計算器

捲麵分佔總成績的70%

單選10*2

填空10*2

判斷10*1

客觀5*10

12月29日

解析解:可能等於精確解

數值解,是在特定條件下通過近似計算得出來的乙個數值,而解析解為該函式的解析式。數值解就是用數值方法求出解,給出一系列對應的自變數和解。

解析解,是給出解的具體函式形式,從解的表示式中就可以算出任何對應值。比如一元二次方程求根公式。

追求滿足精確度要求的近似解

誤差不避免

數值分析不考慮

演算法迭代終止產生的誤差

計算機儲存數值位數有限導致的誤差,在後續計算中該誤差又可能產生新誤差(與演算法穩定性有關)

實際情況下一般不要求計算具體值,因為精確值未知,一般要求絕對\相對誤差限(知道誤差的大致範圍)

考法:給數值,要求判該數值有幾位有效數字(數值計算誤差ppt9

)推薦四捨五入法判斷。

對含有誤差的數值進行加減乘除導致的誤差限變化(p7常見公式)

含有誤差的數值代函式導致的誤差限變化p8公式

p10定義

理解含義

由於問題本身不穩定,輸入量的少量改變會導致結果的大幅度抖動。

p10公式

(正反求導致誤差變化)

避免相近數字相減導致有效數字下降

避免分子數量級過度大於分母,導致溢位

避免「大數吃小數」(調整順序使計算順序由小到大)

盡量使用計算步驟較少的演算法,減少捨入誤差(eg:秦九韶演算法)

考法:以下幾種方法,從避免誤差的角度來看,最合理的是哪種?

減少過多取樣帶來的成本\**

了解分別是什麼

p25公式

推薦先寫分母,跳過xk項,再寫分子(xk改為x)

性質:p31公式

優點:有繼承性,改變插值點不需要重算,與插值點順序無關(均差對稱性)。

基函式:w0,w1…

係數:差商(考試時列**計算即可)

優化:在插值點等距時可以計算差分代替差商,好處在不用計算除法 p34公式

誤差估計(餘項):rn(x)=f(x)-ln(x)

其中餘項中,柯西值不確定導致誤差為乙個範圍。(牛頓插值ppt22

)並不是插值函式次數越高越好

本次考試不做要求

特點:簡單,有效,但性態不好(插值點不連續,無導數)

優化:三次赫爾敏特插值

最優化:三次樣條插值

p43公式

考法:非大題

注意事項:使用條件(三次樣條ppt3

)、邊界條件(三次樣條ppt7

求解過程:三次樣條ppt-16

求積係數、求積節點、代數精度(牛頓-科特斯公式ppt7

))(牛頓-科特斯公式ppt10

)p106公式、p107公式

等距時係數固定,第八行時,由於出現負數,造成演算法不穩定

要求:節點距離相等

(p104**一二三行)

梯形序列,遞推復用,不斷二分

p110遞推公式

不同區間使用不同步長(係數和始終為1)

n=1,節點=2(p122表)

代數精度:在所有機械求積公式中最高

參考例題:p123-eg10

(代換變數,用表求解)

條件:主元全不為0

數值優化:全主元,列主元

p147步驟

考法:給乙個矩陣,要求進行lu分解

p157公式+**

掌握使用的前提條件(對稱正定)

p160過程

,ppt18

p162、p165定義

考法:1範數,無窮範數

p169定義

用來判斷係數矩陣是否病態

收斂條件:p190

收斂條件:p196

參考例題:p195

考法:求解迭代多少次能達到要求的精度ppt10

精度到第n位,則(b-a)/2^(k+1)<=0.5*(1e-n)

p216例題

收斂性判斷:p216

考法:給不同迭代,判斷哪些收斂

了解原理p220

f(x)、fai(x)要分清(p223)

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