算法设计技巧与分析习题答案 下载本文

二元函数的相对误差: er(z)? e(z)?fe(x)?fe(y)

?|(x,y)??|(x,y)? z?xz?yzx?fy?f

?|(x,y)?er(x)??|(x,y)?er(y) z?xz?y ?

13.用电表测得一个电阻两端的电压和流过的电流范围分别为

v?220?2v,i?10?0.1a,求这个电阻的阻值r,并估算其绝对误差和相对误差。

解:e(v)?2,e(i)?0.1,又r? v?r1?rv,?,??2。所以: i?vi?ii e(r)? ?r?r

|(v,i)?e(v)?|(v,i)?e(i)??v?i

?r?r1220|(v,i)?e(v)?|(v,i)?e(i)??2??0.1?0.42?v?i10100 er(r)? e(r)

?1.99?10?2。 r 2 **

14.若x1?1.03?0.01,x2?0.45?0.01,计算y?x1? 1x2

e的近似值,并估计e(y)及2 其上界。

解:y?(1.03)? 2

10.45e 2 1*11****

e(y)?y*?y?(x1?ex2)?(x1?ex2)?(x1?x1)(x1?x1)?(ex2?ex2) 222

*1x21*

?(x?x1)(x?x1)?(e?ex2)?2.06?10?2??e??0.01,??(x2,x2) 22 * 1*1 *

15.已测得某场地长为l?110m,宽d的值为d?80m,已知e(l)?l?l?0.2m,

e(d)?d*?d?0.1m,试求面积s?ld的绝对误差限和相对误差限。

解:由s?ld,

?s?s?d,?l,e(l)?l*?l?0.2m,e(d)?d*?d?0.1m。?l?d ?s?s?s?s|(l,d)?e(l)?|(l,d)?e(d)?|(l,d)?e(l)?|(l,d)?e(d) 可得: ?l?d?l?d

?110?0.2?80?0.1?30 e(s)? er(s)? e(s)

?3.4?10?3。 s

16.掌握二元函数的加、减、乘、除和开方运算的绝对误差和相对误差估计公式。解:(1)加、减运算:由

于??x?y?/?x?1??x?y?/?y?1,??x?y?/?x?1,??x?y?/?y??1,,所以

e?x?y??e?x??e?y?,er?x?y??x/?x?y??er?x??y/?x?y??er?y?,e?x?y??e?x??e?y?,er?x?y??x/?x?y??er?x??y/?x?y??er?y?,从而有|er?x?y?|?|x/?x?y?|?er?x?|?|y/?x?y?|?|er?y?| (2)乘法运算: 由于

??xy???xy?所以e?xy??ye?x??xe?y?,er?xy??er?x??er?y?,从而?y,?x,?x?y

|e?xy?|?|y|?|e?x??|x|?|e?y?| (3)除法运算: 由于?() x y ?x?

1xx,?()?y??2yyy ,所以e()? x y1x

e(x)?2e(y),yy x

er()?er(x)?er(y) y

(4)乘方及开方运算: ?xn

?nxn?1,所以e?xn??nxn?1e?x?,er?xn??ner?x? 由于?x

17.求方程x?56x?1?0的两个根,使它至少具有4位有效数字(783?27.982)。 2 ??

56?(?56)2?4?1?1

解:x1??28?27.982?55.782 2?1 x2? 2 c1

??0.017863 x155.782

19.求方程x?16x?1?0的较小正根,要求有3位有效数字。 16?(?16)2?4?1?1

解:x1??8?7.937?15.937 2?1 x2?

c1??0.062747 x115.937

所以较小正根为x2?0.062747。 20.设in? ?xedx,n?0,1,2,?,10 1 nx4 。 4

(1)证明:in?e?nin?1,n?0,1,2,?,10;

(2)给出一个数值稳定的算法,并证明算法的稳定性。 (1)证明:in?(2)in?1? ? 1

xedx??xde?e??nxn?1exdx?e?nin?1 nx 1 nx 1 1

(e?in) n