数值分析总结

时间:2024.4.30

一:1.数值分析的特点:1)首先要有可靠的理论分析,以确保算法在理论上的收敛性和数值上的稳定性。2)其次要对计算的结果进行误差估计,以确定其是否满足精度。3)还要考虑算法的运行效率即算法的运算量和存储量。

2.数值分析的误差种类:1)截断误差:模型的准确解与数值方法准确解之间的误差。

2)舍入误差:实数形式的原始数据与有限字长计算机数据间的误差。

3.算法的数值稳定性与病态问题:1)若某算法受初始误差或运算过程中的舍入误差影响较小,则称为数值稳定。2)若微小的初始误差都会对最终结果产生极大的影响,则称之为病态问题。

二:1.Runge现象及其解决方法

Runge现象即高次插值的振荡现象,指增加节点固然能使插值函数 p(x)与被插值函数f(x)在更多的地方相等,但在两点之间p(x)不一定能很好地近似f(x),有时候误差非常大。

解决方法:分段低次插值(将插值区间分成若干小区间,在小区间内用低次插值)

2.样条插值思想:插值函数p(x)在插值区间[a,b]上有二阶光滑度,在分段的小区间

[xk,xk+1]上是低次多项式,同时满足p(xi)=yi.

三:理解逼近问题与拟合问题:1)逼近问题:函数f(x)在区间[a,b]具有一阶光滑度,求多项式p(x)是f(x)-p(x)在某衡量标准下最小的问题。 2)拟合问题:从理论上讲y=f(x)是客观存在的,但在实际中,仅仅从一些离散的数据(xi,yi)(i=1,2…)是不可能求出f(x)的准确表达式,只能求出其近似表达式φ(x)。

插值问题与逼近问题的特点和区别:1)相同点:它们都是求某点值的算法。

2)不同点:A,被插值函数是未知的,而被逼近函数是已知的。B,插值函数在节点处与被插值函数相等。而逼近函数的值只要满足很好的均匀逼近即可。C,求p(x)的方法不同。

四:Romberg求积法和Gauss求积法的基本思想:

1)复化求积公式精度较高,但需要事先确定步长,欠灵活性,在计算过程中将步长逐次减半得到一个新的序列,用此新序列逼近I的算法为Romberg求积法。

2)对插值型求积公式,若能选取适当的xk.Ak使其具有2n+1阶代数精度,则称此类求积公式为Gauss型。

五.Runge-Kutta方法的基本思想:

借助于Taylor级数法的思想,将yn+1=yn+hy’(ξ)中的y’(ξ)(平均斜率)表示为f在若干点处值的线性组合,通过选择适当的系数使公式达到一定的阶。


第二篇:数值分析小总结


第一章:模型误差;观测误差或数据误差;方法误差或截断误差:舍入误差;、

绝对误差:设为准确值,的一个近似值,称=-为近似值的绝对误差;相对误差:近似值的误差与准确值的比值=;相对误差可正可负,它的绝对值上界成为相对误差限,记为

误差公式避免误差危害原则:1.避免两个相近的数相减;2.防止重要的小数被大数吃掉;3.避免除数绝对值远远小于被除数绝对值的除法。

第二章线性插值(两点式):

抛物线插值

拉格朗日插值多项式:

插值余项

均差(差商):

一阶均差

二阶均差

是m次多项式,则恒等于零。

牛顿插值多项式

两个节点的三次埃尔米特插值

最小二乘拟合曲线

最佳一次平方逼近:所求函数

第三章梯形公式

中矩形公式

代数精度:m次准确,m+1次不准确。

高斯求积公式

如果具有2n+1次代数精度,则称这组节点为高斯点,公式为带权的高斯求积公式。

辛普森求积公式具有3代数精度。

改进的欧拉公式的精度是2

牛顿-柯特斯求积公式的系数和=1

第四章:A=LU,

L为下三角矩阵,U为上三角矩阵。

步骤:1.计算U的第1行,L的第1列:

2.计算U的第r行,L的第r行(r=2,…)

具体求解3阶方程组:

矩阵范数 

谱半径:特征值模的最大值为矩阵的谱半径。

条件数

第五章雅克比迭代矩阵

<1收敛,>1发散。

雅克比迭代矩阵形式:A=D-L-U,Ax=b→

(D-L-U)x=b,x = D-1(L+U)x+D-1b

x(k+1)= D-1(L+U)x(k)+D-1b

高斯-赛德尔迭代矩阵:

矩阵形式X(k+1)=(D-L)-1UX(k)+(D-L)-1b

严格对角占优矩阵:

A为严格对角占优矩阵,则雅克比和高斯迭代法均收敛。

求迭代次数公式:


第六章幂法

第七章:四阶龙格-库塔公式

第八章收敛判断条件:不动点,如果,则收敛。

牛顿法2收敛。

用牛顿迭代法求近似值:首先构造f(x),然后利用迭代,直到计算结果相同。

更多相关推荐:
数值分析学习总结感想

数值分析学习感想摘要数值分析主要介绍现代科学计算中常用的数值计算方法及其基本原理研究并解决数值问题的近似解是数学理论与计算机和实际问题的有机结合随着科学技术迅速发展运用数学方法解决工程技术领域中的实际问题已经得...

数值分析总结

数值分析复习总结第二章数值分析基本概念教学内容1误差与有效数字误差误差限相对误差相对误差限和有效数字的定义及相互关系误差的来源和误差的基本特性误差的计算估计的基本方法2算法的适定性问题数值分析中的病态和不稳定性...

数值分析课程总结

课程内容1误差了解误差的来源与分类及误差的基本概念与性质;熟悉绝对误差及绝对误差限、相对误差及相对误差限和有效数字之间的关系;掌握一元和二元函数的误差估计式并会应用;熟悉减小误差的积累和传播应注意的几大原则和通…

数值分析考试复习总结

第一章1误差相对误差和绝对误差得概念例题当用数值计算方法求解一个实际的物理运动过程时一般要经历哪几个阶段在哪些阶段将有哪些误差产生答实际问题数学模型数值方法计算结果在这个过程中存在一下几种误差建立数学模型过程中...

数值分析总结

1章引论2章非线性方程求根3章解线性方程组的直接法4章解线性方程组的迭代法5章插值法6章数值积分7章常微分方程的数值解法第2章非线性方程的迭代法方程求根与二分法迭代法迭代收敛的加速方法牛顿法弦截法第3章解线性代...

数值分析总结

数值分析复习提要一纲要数值积分与数值微分一章中主要的要点如下数值积分的提法插值型求积公式的导出及其余项估计低阶数值积分公式及其余项的估计数值积分的加速过程Romberg算法与埃特金方法高精度求积公式Gauss求...

数值分析考试总结

1数值分析深度总结大兵第一章绪论1数值分析的特点面向计算机算法包括和逻辑运算都是计算机能够直接处理的有可靠的理论分析能任意逼近并达到精读要求对近似算法要保证收敛性和数值稳定性还要对误差进行分析有好的计算复杂性有...

数值分析期末复习总结

1求二次差值多项式1lagrange法x0fx0l0x2xx1xx2x0x1x0x2L2xfxklkx2Newton法x0fx0fx0x1fx0x2fx0x1x2k0N2fx0fx0x1xx0fx0x1x2xx...

研究生数值分析编程总结

1.LU分解:[LU]=lu(A);2.追赶法functionx=zhuiganfa(A,b)[n,n]=size(A);fori=1:nif(i==1)l(i)=A(i,i);y(i)=b(i)/l(i);e…

数值分析实验报告

机电工程学院机械工程陈星星6720xx0109数值分析课程设计实验报告实验一函数插值方法一问题提出对于给定的一元函数yfx的n1个节点值yjfxjj01n试用Lagrange公式求其插值多项式或分段二次Lagr...

数值分析上机报告

数值分析上机报告姓名学号专业联系电话Matlab是一种用于算法开发本次数值分析上机实习采用Matlab数学软件数据可视化数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境在数值分析应用中可以直接调用Matlab...

数值分析实验报告

课程实验报告课程实验报告课程实验报告课程实验报告

数值分析总结(39篇)