数值逼近答案以及试题 下载本文

6.证明的最佳一致逼近次多项式就是在上的某个次拉格

朗日插值多项式。

证明:(1)若自身。这时在

上任取

,则

的最佳一致逼近次多项式就是个不同的点,

就可以看作以这

点为插值节点的关于自身的拉格朗日插值多项式。 (2)若

,且

的最佳一致逼近次多项式,则由在

上有至少由

上至少有

个点组成个零点,

契比雪夫定理知,误差曲线的交错点组,从而由介值定理知于是

就是以这

个零点为插值节点的次拉格朗日插值多项式。

12.构造区间上的最小零偏差次代数多项式。

解:已知在[的最小零偏差次代数多项式为

个点

,即它是处轮流取

次首一多项式,且在[-1,1]上的

得其最大值与最小值。 对于区间,作变换,

则当时,,以代入得

,其首项系数为,于是

是在上的次首一多项式,且在

个点处轮流取得其最大值与最小值

, 故上的最小零偏差次代数多项式为

15.假设是上的个互不相同的点,证明:对于任意向量

,方程组

证明:原方程组的矩阵形式为:

有唯一解。

为证明上述方程组有唯一解,仅需证明对应的齐次方程组只有零解。用反证法,假设对应的齐次方程组有非零解

,由此

令,于是对应的齐次方程组相当于,注意到已知

且互不相同以及

在中为奇函数,故,再加

上,从而次三角多项式在中有个

零点,这与引理3的性质6相矛盾。于是原方程组有唯一解。 17.证明许瓦兹不等式质。

,并借此证明内积范数满足范数的3条性

证:取,则

故:

推出:

。并由内积的性质:

(1)且

(2)(3)由于:

所以:

20.若连续函数列在上带权正交,且恒正,证明:

对任意个数,广义多项式在上至少有一个零点。

证明:用反证法。若存在个数,使广义多项式在

上没有零点,由于为连续函数,故在上恒正,

或恒负。不妨设,又由恒正,故

。但由于

正交,故

在上带权

,这与上式矛盾。

因此,对任意个数一个零点。

,广义多项式在上至少有

第五章 数值积分

1.若求积公式(2)具有m次代数精度,试证明对于任意次数不超过m的代数多项式

,都有

证明:因为对,都有,从而由

的线性性质以及任意有:

。结论成立。

2.证明柯特斯系数满足。

证明:(1)由,令,则

(2)由于牛顿-柯特斯公式的代数精度

,故对零次多项式

有,即,也就是,

即,由得。

3.证明柯特斯系数满足方程组: