西安交通大学计算方法上机实验
班级：(xxx)
姓名：(xxx)
学号：2111601004
1.按两种顺序计算y，哪个接近真值？
Y = 1000 + + + … +
用java 语言编写：
public class Add {
public static void main(String[] args)
{
double s=0,y=1000;
for(double a=1001.0;a<=2000.0;a++)
{
y+=1.0/a;
}
for(double a=2000.0;a>=1001.0;a--)
{
s+=1.0/a;
}
s=s+1000;
System.out.println("正序和"+s);
System.out.println("逆序和"+y);
}
}
运行结果：
结论：显然假设是double类型的数据时，先算大数的过程吃掉了末尾的小数被进位所埋没，导致了大数吃小数的误差，按从小到大（从右向左）的计算顺序所得的结果与真值相近，而按从大到小（从左到右）的计算顺序所得的结果与真值的误差较大。
1-18.设(x) = 1 + x + + + … + , 计算(-5)和1/(5)，哪个接近？
解法一：用JAVA 语言编写：
public class second
{ public static void main(String[] args)
{double s1=1 ,s2=1;
double e=1,sum=1; //e的初值为1，sum用来存放n！
int a=1;
while(sum sum=a*sum; e=1.0/sum+e; a++; } double b=1.0/(e*e*e*e*e); System.out.println("较为精确的值1/e^5="+b); for(int i=1;i<=24;i++) { s1+=cimi1(i); s2+=cimi2(i); } s1=1.0/s1; System.out.println("1/S24(5)="+s1); System.out.println("S24(-5)="+s2); } public static double cimi1(int ai) {double xi=1; for(int i=ai;i>=1;i--) { xi=xi*(5.0/i); } return xi; } public static double cimi2(int ai) {double xi=1; for(int i=ai;i>=1;i--) { xi=xi*(-5.0/i); } return xi; } } 运行结果： 解法二： 用matlab编程并运行，如下： (1)计算(-5) 运行结果如下： (2)计算1/(5) 运行结果如下： 而的真是结果为0.006737946 比较得1/(5)的计算结果与真实值更接近 解法三： 也可以用C++编写： #include "stdafx.h" #include"stdio.h" #include "iostream" using namespace std; int main(int argc, char* argv[]) { int func1(int ); double func2(int); double y=0; int i; for(i=1;i<25;i++) { int z=func1(i); double e=func2(i); y+=z/e; } cout<<"----------------------------------------"< cout<<"1/S(5)的运算结果是："<<" "<<1.0/(y+1)< cout<<"----------------------------------------"< return 0; } int func1(int x){ int y=1; int k; for (k=0;k y*=5; return y;} double func2(int n){ double y=1; int j; for (j=1;j<=n;j++) y*=j; return y; } 运行结果如下图： 结论：通过比较上述的几种编程结果，可以看出1/S(5),更接近真实值，而且用matlab更为简便，可以直接利用函数库，并可以轻松的嵌入秦九韶算法，大大减少运算量和时间。 1.已知方程组 + + = + + = + + = 的真解 = = = 1，且令a = ,b = ,c = ,d = 时利用克莱姆法则可将真解表示为 G = 0.45a - - 0.1125 = [(0.2a – 0.0625)b + (0.25a – 0.1)c + (0.125 - )d]/G = -[(0.1 – 0.25a)b + ( - 0.2)c + (0.25 – 0.5a)d]/G = [(0.125 - )b + (0.5a – 0.25)c +(a – 0.25)d]/G 试将a，b，c，d依次取2～6位近似有效数，分别计算，，。 解：用matlab编程如下： 将a，b，c，d依次取2～6位近似有效数 取2位有效近似有效数 取3位有效近似有效数 取4位有效近似有效数 取5位有效近似有效数 取6位有效近似有效数 结论：随着所选取的近似有效位越多，计算的结果越接近真解 2.将选主元和不选主元高斯消去法编程程序。解方程组： + = 7 + + = 15 + 6 + = 15 + 6 + = 15 ………… + 6 + = 15 6 + = 14 并且比较将结果与真实值比较。 public class daI { /** * @param args */ public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub double[][] a; double[] x; double[] L; double c = 0.0, sum = 0.0; a = new double[85][86]; x = new double[85]; L=new double[86]; for (int i = 1; i < 85; i++) { for (int j = 1; j < 86; j++) { a[i][j] = 0; } } a[1][1] = 6; a[1][2] = 1; a[84][83] = 8; a[84][84] = 6; a[1][85] = 7; a[84][85] = 14; for (int i = 2; i < 84; i++) { a[i][i] = 6; a[i][i + 1] = 1; a[i][i - 1] = 8; a[i][85] = 15; } for (int k = 1; k < 84; k++) { for (int i = k + 1; i < 85; i++) { c = a[i][k] / a[k][k]; for (int j = k + 1; j < 86; j++) { a[i][j] = a[i][j] - c * a[k][j]; } } } x[84] = a[84][85] / a[84][84]; for (int k = 83; k > 0; k--) { for (int j = k + 1; j < 85; j++) { sum = sum + a[k][j] * x[j]; } x[k] = (a[k][85] - sum) / a[k][k]; sum=0.0; } for (int i = 1; i < 85; i++) { System.out.println("x[" + i + "]=" + x[i]); } } } 运行如下： 解：将不选主元法用matlab编程如下： 将选主元法用matlab编程如下： 输入系数阵A和常数项b，计算得方程组的结果为x=[1,1,1,1,1,1,1,1,1......]。 用methematican 语言实现选主元过程及其结果如下： 结论：通过选主元与不选主元计算出的结果与真实结果比较，得出： 用选主元得到的结果与真实值相近，原因是用选主元的方法可以避免在计算时出现小除数的现象，从而避免了病态问题的出现。所以用选主元法比不选主元法计 算出的结果准确。 3.已知函数f(x) = 1/(1+)，x1，节点 = -1+0.2i(i = 0 10)。 （1）计算f(x)和拉格朗日插值多项式(x)的值，=-1+0.05k(k=040). （2）求三次自然插值样条函数S（x）的M表示中（i=0）,计算S(x),x=-1+0.05k, k=040. （3）画出y=f(x),y=(x),y=S(x)的图形。 解：（1）用mathematica语言进行编程，方便作图： 计算f(x)和(x)： (2) 三次自然插值样条函数S（x），用mathematica语言编程： (3)采用mathematica软件画图如下： 结论：比较y=f(x),y=(x),y=S(x)的图形可得，高次项会逐渐使得结果偏离真实值，而y=S(x)与y=f(x)比较接近。说明三次自然插值样条函数S（x）在插值多项式次数比较高的时候，能更好的减少与真实值的误差，而朗格朗日插值多项式则恰恰相反。 西安交大统计学考试试卷 一、单项选择题（每小题2 分，共20 分） 1.在企业统计中，下列统计标志中属于数量标志的是（C） A、文化程度 B、职业 C、月工资 D、行业 2.下列属于相对数的综合指标有（B ） A、国民收入 B、人均国民收入 C、国内生产净值 D、设备台数 3.有三个企业的年利润额分别是5000 万元、8000 万元和3900 万元，则这句话中有（B）个变量？ A、0 个 B、两个 C、1 个 D、3 个 4.下列变量中属于连续型变量的是（A ） A、身高 B、产品件数 C、企业人数 D、产品品种 5.下列各项中，属于时点指标的有（A ） A、库存额 B、总收入 C、平均收入 D、人均收入 6.典型调查是（B ）确定调查单位的 A、随机 B、主观 C、随意 D 盲目 7.总体标准差未知时总体均值的假设检验要用到（A ）： A、Z 统计量 B、t 统计量 C、统计量 D、X 统计量 8.把样本总体中全部单位数的集合称为（A ） A、样本 B、小总体 C、样本容量 D、总体容量 9.概率的取值范围是p（D ） A、大于1 B、大于－1 C、小于1 D、在0 与1 之间 10.算术平均数的离差之和等于（A ） A、零 B、1 C、－1 D、2 二、多项选择题（每小题2 分，共10 分。每题全部答对才给分，否则不计分） 1.数据的计量尺度包括（ABCD ）： A、定类尺度 B、定序尺度 C、定距尺度 D、定比尺度 E、测量尺度 2.下列属于连续型变量的有（BE ）： A、工人人数 B、商品销售额 C、商品库存额 D、商品库存量 E、总产值 3.测量变量离中趋势的指标有（ABE ） A、极差 B、平均差 C、几何平均数 D、众数 E、标准差 4.在工业企业的设备调查中（BDE ） A、工业企业是调查对象 B、工业企业的所有设备是调查对象 C、每台设备是 填报单位D、每台设备是调查单位E、每个工业企业是填报单位 5.下列平均数中，容易受数列中极端值影响的平均数有（ABC ） A、算术平均数 B、调和平均数 C、几何平均数 D、中位数 E、众数 三、判断题（在正确答案后写“对”，在错误答案后写“错”。每小题1 分，共10 分） 1、“性别”是品质标志。（对） 1.计算以下和式：01421181 84858616n n S n n n n ∞ =?? =--- ?++++??∑ ，要求： (1)若保留11个有效数字，给出计算结果，并评价计算的算法； (2)若要保留30个有效数字，则又将如何进行计算。 （1）题目分析 该题是对无穷级数求和，因此在使用matlab 进行累加时需要一个累加的终止条件。这里令?? ? ??+-+-+-+= 681581482184161n n n n a n n ，则 ()()1.016 1 6855844864816114851384128698161 681581482184161148113811282984161111<< ? ??? ????? ??++++++???? ????? ??++++++=??? ????? ??+-+-+-+??? ????? ??+-+-+-+=+++n n n n n n n n n n n n n n n n a a n n n n n n 故近似取其误差为1+≈k a ε，并且有m -1m -111021 21 ?=?=≈+βεk a ， （2）算法依据 使用matlab 编程时用digits 函数和vpa 函数来控制位数。 （3）Matlab 运行程序 %%保留11位有效数字 k1=11; s1=0;%用于存储这一步计算值 for n=0:50 a=(1/16^n)*(4/(8*n+1)-2/(8*n+4)-1/(8*n+5)-1/(8*n+6)); n1=n-1; if a<=0.5*10^(1-k1) break end end; for i=0:1:n1 t=(1/16^i)*(4/(8*i+1)-2/(8*i+4)-1/(8*i+5)-1/(8*i+6)); s1=s1+t; end s11=vpa(s1,k1); disp('保留11位有效数字的结果为：');disp(s11); disp('此时n 值为：');disp(n1); %%保留30位有效数字 clear all; k2=30; 西安交大成本会计在线 作业答案 文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256） 《成本会计》3（2017） 试卷总分：100 测试时间：-- 一、单选题（共25道试题，共50分。） 1.如果同一时期内，在几张定单中规定有相同的产品，则计算成本时 可以(D )。 A. 按定单分批组织生产 B. 按品种分批组织生产 C. 按产品的组成部分分批组织生产 D. 将相同产品合为一批组织生产 满分：2分 2.不在“财务费用”账户核算的项目是(A )。 A. 业务招待费 B. 利息费用 C. 汇兑损失 D. 金融机构结算手续费 满分：2分 3.“基本生产成本”月末借方余额表示(B )。 A. 本期发生的生产费用 B. 完工产品成本 C. 月末在产品成本 D. 累计发生的生产费用 满分：2分 4.下列不属于成本计算基本方法的是(C )。 A. 品种法 B. 分批法 C. 分类法 满分：2分 5.成本还原的对象是（D ）。 A. 产成品成本 B. 各步骤半成品成本 C. 最后步骤产成品成本 D. 产成品成本中所耗上步骤半成品成本费用 满分：2分 6.采用计划成本分配法分配辅助生产费用，辅助生产的实际成本是 (B )。 A. 按计划成本分配前的实际费用 B. 按计划成本分配前的实际费用加上按计划成本分配转入的费用 C. 按计划成本分配前的实际费用减去按计划成本分配转出的费用 D. 按计划成本分配前实际费用加上按计划成本分配转入的费用， 减去按计划成本分配转出的费用 满分：2分 7.成本会计最基本的任务和中心环节是（ C）。 A. 进行成本预测，编制成本计划 B. 审核和控制各项费用的支出 C. 进行成本核算，提供实际成本的核算资料 D. 参与企业的生产经营决策 满分：2分 8.下列各项属于产品成本项目的有（C ）。 A. 财务费用 B. 管理费用 成本会计-学习指南 一、单项选择题 1．产品成本计算分类法的成本计算对象是（A ） A．产品类别B．产品品种 C．产品规格D．产品加工步骤 2．生产经营费用按费用的（B ）分类形成要素费用。 A．经济内容B．经济性质 C．经济用途D．经济作用 3．对大量大批生产的产品，应当以（A ）作为产品成本计算对象。 A．产品的品种B．产品的批次 C．产品的生产步骤D．产品的类别 4．最基本的产品成本计算方法是（C ） A．分批法B．分步法 C．品种法D．分类法 5．李某本月生产甲零件2000只，其中合格品1950只，工废品30只，料废品20只。本月李某计算计件工资的甲零件数量是（ C ） A．2000 B．1980 C．1970 D．1950 6．成本会计的对象是（D ） A．产品生产成本的形成 B．各项期间费用的支出和归集 C. 生产费用和期间费用 D．各行业企业生产经营业务的成本和有关的期间费用 7．下列制造费用分配方法中，使制造费用账户可能出现余额的是（D ）A．工时比例法B．工资比例法 C．机时比例法D．年度计划分配率法 8．成本会计的最基本职能是（C ） A．成本预测B．成本决策 C．成本核算D．成本分析 9．下列企业中，适合运用品种法计算产品成本的是（A ） A．发电厂B．纺织厂 C．拖拉机厂D．造船厂 10．王某去年8月参加工作（病假扣发比例为40%），月标准工资418元，本月日历天数为31天，出勤19天，双休日8天，病假4天（合双休日1天）。若按月薪制计算，月工作天数为20.9天，则本月应付王某的计时工资是（ B ）A．386元B．394元C．396元D．418元 11．下列报表中不属于产品成本报表的是（D ） A．主要产品单位成本表B．制造费用明细表 C．营业费用明细表D．主营业务收支明细表 12．甲、乙两种产品的重量不同、材料单位消耗量基本相同、企业没有制定材料单位消耗定额、材料领用时未能区分每种材料的消耗量，则对甲、乙产品共同消耗的材料费用，可以用作为分配标准的是（ B ） 计算方法上机报告 姓名： 学号： 班级： 目录 题目一------------------------------------------------------------------------------------------ - 4 - 1.1题目内容 ---------------------------------------------------------------------------- - 4 - 1.2算法思想 ---------------------------------------------------------------------------- - 4 - 1.3Matlab源程序----------------------------------------------------------------------- - 5 - 1.4计算结果及总结 ------------------------------------------------------------------- - 5 - 题目二------------------------------------------------------------------------------------------ - 7 - 2.1题目内容 ---------------------------------------------------------------------------- - 7 - 2.2算法思想 ---------------------------------------------------------------------------- - 7 - 2.3 Matlab源程序---------------------------------------------------------------------- - 8 - 2.4计算结果及总结 ------------------------------------------------------------------- - 9 - 题目三----------------------------------------------------------------------------------------- - 11 - 3.1题目内容 --------------------------------------------------------------------------- - 11 - 3.2算法思想 --------------------------------------------------------------------------- - 11 - 3.3Matlab源程序---------------------------------------------------------------------- - 13 - 3.4计算结果及总结 ------------------------------------------------------------------ - 14 - 题目四----------------------------------------------------------------------------------------- - 15 - 4.1题目内容 --------------------------------------------------------------------------- - 15 - 4.2算法思想 --------------------------------------------------------------------------- - 15 - 4.3Matlab源程序---------------------------------------------------------------------- - 15 - 4.4计算结果及总结 ------------------------------------------------------------------ - 16 - 题目五----------------------------------------------------------------------------------------- - 18 - 计算方法（B）实验报告 姓名： 学号： 学院： 专业： 实验一 三对角方程组Tx f =的求解 一、 实验目的 掌握三对角方程组Tx f =求解的方法。 二、 实验内容 求三对角方程组Tx f =的解，其中： 4 -1 -1 4 -1 -1 4 1 -1 4T ????????=?? ?? ???? ， 3223f ?? ? ? ?= ? ? ??? 三、 算法组织 设系数矩阵为三对角矩阵 11222333111 b c a b c a b c a b c b n n n n T ---???????? =?????? ?????? 则方程组Tx f =称为三对角方程组。 设矩阵T 非奇异，T 可分解为T=LU ，其中L 为下三角矩阵，U 为单位上三角矩阵，记 1 1 212 313 1 1 1111 ,11n n n n n r l r l r L U l r l μμμμμ---???? ? ? ? ? ? ?== ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? 可先依次求出,L U 中的元素后，令Ux y =，先求解下三角方程组Ly f =得出 y ，再求解上三角方程组Ux y =。 追赶法的算法组织如下： 1.输入三对角矩阵T 和右端向量f ； 2.将Tx f =压缩为四个一维数组{}{}{}{}i i i i a b c d 、、、，{}{}{}i i i a b c 、、是T 的三对角线性方程组的三个对角，{}i d 是右端向量。将分解矩阵压缩为三个一维数组 {}{}{}i i i l r μ、、。 3.对T 做Crout 分解（也可以用Doolittle 分解）导出追赶法的计算步骤如下： 1111,b r c μ== for 2i n = 111, , ,i i i i i i i i i i i i i l a b a r r c y d l y μμ---==-==- end 4.回代求解x /n n n x y μ= for 11i n =- 1()/i i i i i x y c x μ+=- end 5. 停止，输出结果。 四、 MATLAB 程序 MATLAB 程序见附件1. 五、 结果及分析 实验结果为： (1.0000 1.0000 1.0000 1.0000)T x = 西安电子科技大学出版社《计算方法》任传祥等编著第九章计算方法上机参考答案 实验一，算法一 #include #include 计算方法A 上机大作业 1. 共轭梯度法求解线性方程组 算法原理：由定理3.4.1可知系数矩阵A 是对称正定矩阵的线性方程组Ax=b 的解与求解二次函数1()2 T T f x x Ax b x =-极小点具有等价性，所以可以利用共轭梯度法求解1()2 T T f x x Ax b x = -的极小点来达到求解Ax=b 的目的。 共轭梯度法在形式上具有迭代法的特征，在给定初始值情况下，根据迭代公式： (1)()()k k k k x x d α+=+ 产生的迭代序列(1)(2)(3)x x x ，，，... 在无舍入误差假定下，最多经过n 次迭代，就可求得()f x 的最小值，也就是方程Ax=b 的解。 首先导出最佳步长k α的计算式。 假设迭代点()k x 和搜索方向()k d 已经给定，便可以通过()()()() k k f x d φαα=+的极小化 ()()min ()()k k f x d φαα=+ 来求得，根据多元复合函数的求导法则得: ()()()'()()k k T k f x d d φαα=?+ 令'()0φα=，得到: ()() ()()k T k k k T k r d d Ad α=，其中()()k k r b Ax =- 然后确定搜索方向()k d 。给定初始向量(0)x 后，由于负梯度方向是函数下降最快的方向，故第一次迭代取搜索方向(0) (0)(0)(0)()d r f x b Ax ==-?=-。令 (1)(0)00x x d α=+ 其中(0)(0)0(0)(0) T T r d d Ad α=。第二次迭代时，从(1) x 出发的搜索方向不再取(1)r ，而是选取(1) (1)(0)0d r d β=+，使得(1)d 与(0)d 是关于矩阵A 的共轭向量，由此可 求得参数0β: 第一次作业 三、主观题(共14道小题) 21. 管理心理学的研究重点是组织管理中具体的社会、心理现象，以及（）、群体、（）、组织中的具体心理活动的规律性。 答：个体，领导 22. 现场实验又称为（） 答：自然实验法 23. 霍桑实验发现并证实了（）的存在 答：“非正式组织” 24. 超Y理论是由（）和（）提出来的。 答：莫尔斯,洛希 25. 投射是一种通过（）的方法而达到（）的目的。 答案：以己度人,心理防御 26. 挫折是人们在有目的的活动中遇到了无法克服或自以为是无法克服的障碍和干扰，其（）和（）不能满足时所产生的消极的情绪反应。 参考答案：需要,动机 27. 名词解释：观察法--- 答案： 观察法，是在未受控制的日常生活中，了解和分析人的言行、表情等，借此来判断被观察者心理活动的一种研究方法。 28. ：复杂人假设--- 答案：复杂人假设是指人是很复杂的，人们的需要与潜在的欲望多种多样，而且这些需要的模式也是随着年龄与发展阶段的变迁，随着所扮演的角色的变化，随着所处境遇及人际关系的演变而不断变化的。 29. 名词解释：知觉防御--- 答案：知觉防御是指人们对不利于自己的信息会视而不见或加以歪曲，以达到防御的目的。 30. 名词解释：角色知觉--- 答案：角色知觉是指人对于自己所处的特定的社会与组织中的地位的知觉。 31. 名词解释：心理疏导--- 答案：心理疏导是指运用一定的心理诱导的策略和方法使受挫者在别人引导下发挥内在潜力，达到消除心理障碍、明确前进方向、排除不良情绪和行为的目的。 32. 麦格雷戈关于人性假定的论述是什么？ 答案：（1）管理的理论与管理者的观念是第一位的，而管理的政策与具体措施是第二位的，不能本末倒置，也不能简单混同、不加区分。 （2）强调在管理中要着重开发人力资源，发觉人的“潜在力量”。 （3）管理人员采取哪种理论假定要看具体情况，但是所持理论的观点要旗帜鲜明。 33. 一个完整的角色知觉过程应该包括哪些成分？ 答案：一个完整的角色知觉过程应该包括以下四个成分：角色认知、角色行为、角色期望、角色评价。 角色认知是指一个人对自己应该在社会与组织中所处地位的认识。 角色行为是指一个人按照特定的社会与组织所赋予角色的特定的行为模式而进行的行为。角色期望是指他人对一个人所应承担角色的希望与寄托。 角色评价是指他人对一个人的角色扮演的评论与估价。 其中，角色认知与角色行为是角色扮演者主观方面的因素；而角色期望与角色评价是指他人对角色扮演者的反馈信息，属于客观方面的因素。角色知觉作为复杂的社会认知与社会知觉中的一个方面，只有在主客观因素相互作用的条件下，才能最后完整、正确地形成。 34. 生活压力源具体包括哪些方面？ 答案：生活压力源指应激起源于与员工个人生活有关的因素，具体包括四个方面： （1）重要人员的影响。包括员工家庭成员、师长、邻里或亲朋好友的期望与态度。 （2）个人生活事件的影响。包括结婚、离婚，家庭成员的生产、死亡等个人生活经历中的突发事件、重大变化，这些事件足以扰乱人们的生理与心理稳定。 （3）生活方式的变化。主要体现为现代生活的节奏加快，使人们产生不适感，以及消费导向的迷惘感的压力、对生活质量的高期望值与实际生活之间的差异造成的失望感和压力等。（4）经济收入压力。一方面，收入低会产生生活中入不敷出的压力；另一方面，收入高的人则可能有请客、救助，甚至道德等方面的压力。 第二次作业 三、主观题(共14道小题) 21. 人们对不利于自己的信息会视而不见或加以歪曲，以达到防御目的是指（）. 答案：知觉防御 22. 自我认识的内容包括以下三个方面：物质自我、社会自我和（）。 答案：精神自我 23. 形成个性的原因基本上可以归结为两个方面：（）和（）。 答：遗传因素，环境因素 24. 马斯洛的需要层次理论将人的需要分为了五个层次：（）、安全需要、爱的需要、（）和（）。 答案：生理需要，尊重需要，自我实现需要 实验一 矩阵的分解 一、实验目的 掌握矩阵的分解原理和一般方法，学会利用矩阵分解直接求解线性方程组。 二、实验内容 求矩阵() 2020 =ij A α?的T LDL 分解与Cholesky 分解，其中 ,min(,),ij i i j i j i j α=?=? ≠? 。 三、问题分析 1． Cholesky 分解 Cholesky 分解是针对被分解矩阵为对称正定的情况给出的。 分解步骤如下： 11g =1111/y b g =，1111i i g g α= 2i n = ； DO 2j n = jj g = IF 0jj g < STOP ，JUMP TO (5) DO 1i j n =+ 1 1j ij ik kj k ij jj g g g g α-=??- ? ? ?=∑ ji ij g g = 1 1j i ik k k i jj b g y y g -=??- ? ? ?=∑ END DO END DO 2． T LDL 分解 T LDL 分解是针对Cholesky 分解中的开平方运算进行的改进。 分解步骤如下： 11i i r α=，1111/i i r r r =，11y b = 1i n = DO 2i n = DO j i n = 1 1i ij ij ik kj k r l r α-=??=- ??? ∑ /ji ij ii l r r = 1 1i i i ik k k y b l b -=??=- ??? ∑ END DO END DO 四、matlab 求解 分别写出T LDL 分解和Cholesky 分解的函数程序gaijinsqrt.m 和.cholesky m ，调用格 式如下： 1. [index,x,r]=gaijinsqrt(A,b) 参数说明： A 和b 分别是线性代数方程组Ax =b 的系数矩阵和右端向量；输出x 为解向量。 [index,x,g]=Cholesky(A,b) 参数说明： A 和b 分别是线性代数方程组Ax =b 的系数矩阵和右端向量；输出x 为解向量。 然后写出主程序2homework .m 如下： %生成矩阵A A=zeros(20,20); for i=1:20 for j=1:20 if i~=j if i>j A(i,j)=j; else A(i,j)=i; end 《计算方法》平时作业 一 选 择（每题3分，合计42分） 1. x* ＝ 1.732050808，取x ＝1.7320，则x 具有 B 位有效数字。 A 、3 B 、4 C 、5 D 、6 2. 取7 3.13≈（三位有效数字），则 ≤-73.13 B 。 A 、30.510-? B 、20.510-? C 、10.510-? D 、0.5 3. 下面_ D _不是数值计算应注意的问题。 A 、注意简化计算步骤，减少运算次数 B 、要避免相近两数相减 C 、要防止大数吃掉小数 D 、要尽量消灭误差 4. 对任意初始向量) 0(x 及常向量g ，迭代过程g x B x k k +=+)()1(收敛的充分必要条件是_ C_。 A 、11< B B 、1<∞ B C 、1)( 计算方法上机报告 姓名: 学号: 班级: 目录 题目一-------------------------------------------------------------------- 4- 1.1题目内容 ---------------------------------------------------------- 4- 1.2算法思想 ----------------------------------------------------------- 4- 1.3Matlab 源程序--------------------------------------------------- 5 - 1.4计算结果及总结 ------------------------------------------------ 5- 题目二---------------------------------------------------------------- 7- 2.1题目内容 ----------------------------------------------------------- 7- 2.2算法思想 ------------------------------------------------------------ 7 2.3 Matlab 源程序 -------------------------------------------------- 8 - 2.4计算结果及总结 ------------------------------------------------ 9- 题目三------------------------------------------------------------------- 11- 3.1题目内容 --------------------------------------------------------- 11- 3.2算法思想 --------------------------------------------------------- 11- 3.3Matlab 源程序------------------------------------------------------- 13- 3.4计算结果及总结 -------------------------------------------------- 14- 题目四------------------------------------------------------------------- 15- 4.1题目内容 --------------------------------------------------------- 15- 4.2算法思想 --------------------------------------------------------- 15- 4.3Matlab 源程序------------------------------------------------------- 15- 4.4计算结果及总结 ----------------------------------------------- 16- 题目五------------------------------------------------------------------- 18- 5.1题目内容 --------------------------------------------------------- 18- 5.2算法思想 ---------------------------------------------------------- 18 5.3 Matlab 源程序 ------------------------------------------------------ 18 5.3.1 非压缩带状对角方程组----------------------------------- 18 - 5.3.2压缩带状对角方程组--------------------------------------- 20- 5.4实验结果及分析 ----------------------------------------------- 22- 」、判断题：（共12分，每小题2分，正确的打（话,否则打（X ）） 1. 向量 X （X I ,X 2,X 3）T ，则I Xi | I 2x 2 I 3x^1 是向量范数。 （ ） 2. 若A 是 n n 阶非奇异阵，则必存在单位下三角阵 L 和上三角阵，使唯一成立。 （ ） b 3.形如 a f(x)dx i n A i f （X i ）的高斯（Gauss ）型求积公式具有最高代数精确度 1 的次数为 2n 1 。 ( ) 1 2 4.已知矩阵A 1 3 ， 则在 范数意义下条件数Co nd （A ） 4。 — ( ) 3 5.已知 f(x) X x ，差商 f[0,m, n] 3.5 （ , , m,n 为实数），则 f [m, n, 2] 1.5。 ( ) 6.采用牛顿迭代求解方程 x 2 6 0来计算 6的近似值，若以X 。 4作为初 值， 则该迭代序列｛X k ｝收敛到 6。 ( ) 、填空题：（共28分，每小题4 分） 1 0则|AX 4 2 1(A) 1.向量X (1,-2)T,矩阵A 2.设A 0.8°,则lim A k。 4 0.9 k 3.为使函数f(x) JT万J X (x 1)的计算结果较精确，可将其形式改为 4.设f(X) x2 2yx 2 2 x y ，则f (x) 5.用等距节点的二次插值法求f(x) 的极小点的近似值为 _______________ ；x3 3x在［0,4］中的极小点，则第一次求出第一步删去部分区间后保留的搜索区间 为: 6.已知如下分段函数为三次样条，试求系数A,B,C : A 1 x 2 x 1 S(x) 2 2x 3 2 x 2 Bx3 1 x 0 2 2x Cx2 3 x 0 x 1 则A= ，B= ，C= 7.若用复化梯形公式计算1 1 dx，要求误差不超过10 4，则步长 01 x 第一章 引言 §1-1概述 １、有限元方法（The Finite Element Method, FEM ）是计算机问世以后迅速发展起来的一种分析方法。众所周知，每一种自然现象的背后都有相应的物理规律，对物理规律的描述可以借助相关的定理或定律表现为各种形式的方程（代数、微分、或积分）。这些方程通常称为控制方程（Governing equation ）。针对实际的工程问题推导这些方程并不十分困难，然而，要获得问题的解析的数学解却很困难。人们多采用数值方法给出近似的满足工程精度要求的解答。有限元方法就是一种应用十分广泛的数值分析方法。 有限元方法是处理连续介质问题的一种普遍方法，离散化是有限元方法的基础。然而，这种思想自古有之。齐诺（Zeno 公元前5世纪前后古希腊埃利亚学派哲学家）曾说过：空间是有限的和无限可分的。故，事物要存在必有大小。亚里士多德(Aristotle 古希腊大哲学家,科学家)也讲过：连续体由可分的元素组成。古代人们在计算圆的周长或面积时就采用了 离散化的逼近方法：即采用内接多边形和外切多边形从两个不同的方向近似描述圆的周长或面积，当多边形的边数逐步增加时近似值将从这两个方向逼近真解。图１－２可以用来表示这一过程。 工程中的问题 （力学、物理）各种方程及相应的定解条件 （边界条件及初始条件） 线性的、边界规则的问题 数值分析法 精确解 近似解 非线性的、边界不规则的问题 解析法 图1-1 工程问题的求解思路 图1-2 离散逼近 有限单元法 有限差分法 图1-3 有限元法与有限差分法比较 近代，这一方法首先在航空结构分析中取得了明显的效果：一种称为框架分析法（framework method ）被用来分析平面弹性体（将平面弹性体描述为杆和梁的组合体）（1941，Hrenikoff ）；在采用三角形单元及最小势能原理研究St.Venant 扭转问题时，分片连续函数被用来在子域中近似描述未知函数（1943, Courant ）。此后，本方法在固体力学、温度场和温升应力、流体力学、流固耦合（水弹性）问题，以及航空、航天、建筑、水工、机械、核工程和生物医学等方面获得了广泛的应用。从而，促成了一个内容十分丰富的新兴分支───计算力学的出现，长期以来在力学中存在的求解手段落后于基本理论的现象得到了根本的扭转。由于拥有了强有力的分析手段，相比之下对物质世界本身（例如本构关系）的了解反而出现了一些新的薄弱环节。有限元方法的第二个关键时期出现于二十世纪六十年代中期，归功于Argyris, 和Kelsey(1960)以及Turner, Clough, Martin 和Topp (1956)。然而，“有限单元”是由Clough 首次提出的(1960)。在众多数学家的共同努力下，有限元方法的基本原理被揭示以后，这种方法摆脱了各种各样的工程背景而成为一种具有普遍意义的数学方法。这样就不仅极大地扩展了该方法的应用范围，而且拓宽了人们的思路，在构造方法时人们不再受工程直觉的束缚。 ２、众所周知，一个连续体有无限多个自由度（属于无限维空间），有限元方法则是将它转化成一个有限自由度（属于有限维空间），建立有限元方程，求其近似解。可以将有限元法理解为在子域内应用的瑞利－里兹法（Rayleigh —Ritz Method ）。在传统的瑞利－里兹法中，必须假定近似的位移函数和其各阶导数在整个求解区域内有良好连续性。然而，实际的工程结构往往比较复杂。例如，变压器的箱体可以看成是由板和梁的组合结构；管道系统中的阀门、接头和三通表现为集中质量。在数学的描述上，这些实际情况表现为间断点，在这些部位函数的导数（及应变）是不连续的。因此，瑞利－里兹法的工程应用受到了限制。另外，对于二维及三维的工程结构，如果其几何边界不规则，要寻找满足边界条件的连续的近似位移函数是极其困难的。在有限元方法中，由于利用了分片插值技术，连续体（区域）的形状可以不受任何限制。而这一难题正是以前其他分析方法所难以克服的。图1-3给出了有限元法与传统的有限差分法在描述同一对象时的比较。 计算方法B上机报告 姓名： 学号： 班级： 学院： 任课教师： 2017年12月29日 题目一： 1.1 题目内容 某通信公司在一次施工中，需要在水面宽度为20米的河沟底部沿直线走向铺设一条沟底光缆。在铺设光缆之前需要对沟底的地形进行初步探测，从而估计所需光缆的长度，为工程预算提供依据。已探测到一组等分点位置的深度数据(单位: (1)(2)估算所需光缆长度的近似值，并作出铺设河底光缆的曲线图； 1.2 实现题目的思想及算法依据 首先在题目（1）中要实现的是数据的拟合，显然用到的是我们在第三章中数据近似的知识内容。多项式插值时，这里有21个数据点，则是一个20次的多项式，但是多项式插值随着数据点的增多，会导致误差也会随之增大，插值结果会出现龙格现象，所以不适用于该题目中点数较多的情况。为了避免结果出现大的误差，同时又希望尽可能多地使用所提供的数据点，提高数据点的有效使用率，这里选择分段插值方法进行数据拟合。分段插值又可分为分段线性插值、分段二次插值和三次样条插值。由于题目中所求光缆的现实意义，而前两者在节点处的光滑性较差，因此在这里选择使用三次样条插值。 根据课本SPLINEM 算法和TSS 算法，采用第三种真正的自然边界条件，在选定边界条件和选定插值点等距分布后，可以先将数据点的二阶差商求出并赋值给右端向量d ，再根据TSS 解法求解三对角线线性方程组从而解得M 值。求出M 后，对区间进行加密，计算200个点以便于绘图以及光缆长度计算。 对于问题（2），使用以下的公式: 20 =()L f x ds ? 20 (f x =? 19 1 0(k k k f x +==∑? 1.3 算法结构 1.For n i ,,2,1,0???= 计算方法（B ）上机作业 一、三次样条拟合 某通信公司在一次施工中，需要在水面宽度为20米的河沟底部沿直线走向铺设一条沟底光缆。在铺设光缆之前需要对沟底的地形进行初步探测，从而估计所需光缆的长度，为工程预算提供依据。已探测到一组等分点位置的深度数据(单位:米)如下表所示： (2)估算所需光缆长度的近似值，并作出铺设河底光缆的曲线图； 解： 1、算法实现的思想及依据 题目（1）为曲线拟合问题多项式插值、分段插值和最小二乘法。多项式插值，随着插值数据点的数目增多，误差也会随之增大，因此不选用。最小二乘法适于数据点较多的场合，在此也不适用。故选用分段插值。 分段插值又分为分段线性插值、分段二次插值、三次样条插值及更高阶的多项式插值。由本题的物理背景知，光缆正常工作时各点应该是平滑过渡，因此至少选用三次样条插值法。对于更高阶的多项式插值，由于“龙格现象”而不选用。 题目（2）求光缆长度，即求拟合曲线在0到20的长度，对弧长进行积分即 可。光缆长度的第一型线积分表达式为19 0k k k l +==∑? 。 2、算法实现的结构 参考教材给出的SPLINEM 算法和TTS 算法，在选定边界条件和选定插值点等距分布后，可以先将数据点的二阶差商求出来并赋值给右端向量d ，再根据TSS 解法 求解M 。光缆长度的第一型线积分表达式为190 k k k l +==∑? 。 3、程序运行结果及分析 图1.1三种边界条件下三次样条插值 图1.2光缆长度 4、MATLAB 代码： 1）自己编程实现代码 clear; clc; I=input('你想使用第几种边界条件？请输入1、2、3之一: '); 计算方法（C） 目录 第1章绪论 1.1 数值计算 1.2 数值方法的分析 1.2.1计算机上数的运算 1.2.2算法分析 第2章线性代数方程组 2.1 Gauss消去法 2.1.1消去法 2.1.2主元消去法 2.2 矩阵分解 2.2.1Gauss消去法的矩阵意义 2.2.2矩阵的LU分解及其应用 2.2.3其他类型矩阵的分解 2.2.4解三对角矩阵的追赶法 2.3线性方程组解的可靠性 2.3.1向量和矩阵范数 2.3.2残向量与误差的代数表征 2.4解线性方程组解的迭代法 2.4.1基本迭代法 2.4.2迭代法的矩阵表示 2.4.3收敛性 第3章数据近似 3.1 多项式插值 3.1.1插值多项式 3.1.2Lagrange插值多项式 3.1.3Newton插值多项式 3.1.4带导数条件的插值多项式 3.1.5插值公式的余项 3. 2 最小二乘近似 3.2.1 最小二乘问题的法方程 3.2.2 正交化算法 第4章数值微积分 4.1 内插求积，Newton-Cotes公式 4.1.1Newton-Cotes公式 4.1.2复化求积公式 4.1.3步长的选取 4.1.4Romberg方法 4.1.5待定系数法 4.2数值微分 4.2.1插值公式方法 4.2.2Taylor公式方法(待定系数法) 4.2.3外推法 第5章非线性方程求解 5.1 解一元方程的迭代法 5.1.1简单迭代法 5.1.2Newton法 5.1.3割线法 5.1.4区间方法 5.2 收敛性问题 5.2.1简单迭代——不动点 5.2.2收敛性的改善 5.2.3Newton法的收敛性 5.2.4收敛速度 第1章绪论 1.1数值计算 现代科学的发展，已导致科学与技术的研究从定性前进到定量，尤其是现代数字计算机的出现及迅速发展，为复杂数学问题的定量研究与解决，提供了强有统计西安交大期末考试试题(含答案)
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