1、第一章第一章 绪论(绪论(1212)1、设0 x,x 的相对误差为,求xln的误差。解设0*x为x的近似值,则有相对误差为)(*xr,绝对误差为*)(xx,从而xln的误差为*1)()(ln)(lnxxxxx,相对误差为*lnln)(ln)(lnxxxxr。2、设 x 的相对误差为 2%,求nx的相对误差。解设*x为x的近似值,则有相对误差为%2)(*xr,绝对误差为*%2)(xx,从而nx的误差为nnxxnxnxxnxxx*1*%2%2)()()()(ln*,相对误差为%2)()(ln)(ln*nxxxnr。3、下列各数都是经过四舍五入得到的近似数,即误差不超过最后一位的半个单位,试指出它们
2、是几位有效数字:1021.1*1x,031.0*2x,6.385*3x,430.56*4x,0.17*5x。解1021.1*1x有 5 位有效数字;0031.0*2x有 2 位有效数字;6.385*3x有 4位有效数字;430.56*4x有 5 位有效数字;0.17*5x有 2 位有效数字。4、利用公式(3.3)求下列各近似值的误差限,其中*4*3*2*1,xxxx均为第 3 题所给的数。(1)*4*2*1xxx;解3334*4*2*11*4*2*1*1005.1102110211021)()()()()(xxxxxfxxxenkkk;(2)*3*2*1xxx;解52130996425.010
3、09964255.2131001708255.01048488.2121059768.01021)031.01021.1(1021)6.3851021.1(1021)6.385031.0()()()()()()()()(3333334*3*2*1*2*3*1*1*3*21*3*2*1*xxxxxxxxxxxfxxxenkkk;(3)*4*2/xx。解53232323*42*4*2*2*41*4*2*1088654.01021)430.56(461.561021)430.56(461.561021)430.56(031.01021430.561)()()(1)()/(xxxxxxxfxxenkk
4、k。5、计算球体积要使相对误差限为 1%,问度量半径 R 允许的相对误差是多少?解由3*3*3*)(34)(34()(34(%1RRRr可知,)()(4)()(34)(34%1)(34(*2*3*3*3*RRRRRR,从而*31%1)(RR,故300131%1)()(*RRRr。6、设280Y,按递推公式),2,1(78310011nYYnn计算到100Y,若取982.27783(五位有效数字,)试问计算100Y将有多大误差?解令nY表示nY的近似值,nnnYYYe)(*,则0)(0*Ye,并且由 982.2710011nnYY,78310011nnYY可知,)783982.27(100111
5、nnnnYYYY,即)783982.27(1002)()783982.27(1001)()(2*1*nnnYeYeYe,从而982.27783)783982.27()()(0*100*YeYe,而31021982.27783,所以3100*1021)(Y。7、求方程01562xx的两个根,使它至少具有四位有效数字(982.27783)解由78328x与982.27783(五位有效数字)可知,982.55982.2728783281x(五位有效数字)。而018.0982.2728783282x,只有两位有效数字,不符合题意。但是22107863.1982.55178328178328x。8、当
6、N 充分大时,怎样求1211NNdxx?解因为NNdxxNNarctan)1arctan(1112,当 N 充分大时为两个相近数相减,设)1arctan(N,Narctan,则tan1N,tanN,从而 11)1(1)1(tantan1tantan)tan(2NNNNNN,因此11arctan11212NNdxxNN。9、正方形的边长大约为 100cm,应怎样测量才能使其面积误差不超过 12cm?解 由)(2)()()(*2*2*lllll可 知,若 要 求1)(2*l,则2001100212)()(*2*lll,即边长应满足2001100l。10、设221gtS,假定 g 是准确的,而对 t
7、 的测量有1.0秒的误差,证明当 t 增加时 S 的绝对误差增加,而相对误差却减少。证明因为*1.0)()()()(gttgttdtdSS,*2*51)(2)(21)()()(ttttgtgtSSSr,所以得证。11、序列 ny满足递推关系),2,1(1101nyynn,若41.120y(三位有效数字),计算到10y时误差有多大?这个计算过程稳定吗?解设ny为ny的近似值,nnnyyy)(*,则由110210nnyyy与 11041.110nnyyy可知,20*1021)(y,)(1011nnnnyyyy,即)(10)(10)(0*1*yyynnn,从而82100*1010*102110211
8、0)(10)(yy,因此计算过程不稳定。12、计算6)12(f,取4.12,利用下列公式计算,哪一个得到的结果最好?6)12(1,3)223(,3)223(1,27099。解因为1*1021)(f,所以对于61)12(1f,2417*11*10211054.61021)14.1(6)4.1()(effe,有一位有效数字;对于32)223(f,1112*22*10211012.01021)4.123(6)4.1()(effe,没有有效数字;对于33)223(1f,2314*33*10211065.21021)4.123(6)4.1()(effe,有一位有效数字;对于270994f,111*44*
9、10211035102170)4.1()(effe,没有有效数字。13、)1ln()(2xxxf,求)30(f的值。若开平方用六位函数表,问求对数时误差有多大?若改用另一等价公式)1ln()1ln(22xxxx计算,求对数时误差有多大?解因为9833.298991302(六位有效数字),4*1021)(x,所以 2442*11*102994.010219833.293011021)13030(1)()()(xeffe,6442*22*108336.010219833.29301102111)()()(xxxeffe。14、试用消元法解方程组2101021102101xxxx,假定只有三位数计算,问结果是否可靠?解精确解为110210,110101010210101xx。当使用三位数运算时,得到1,121xx,结果可靠。15、已知三角形面积cabssin21,其中 c 为弧度,20 c,且测量 a,b,c的误差分别为cba,,证明面积的误差s满足ccbbaass。解因为ccabbcaacbxxfsnkkkcos21sin21sin21)()(1,所以ccbbccccbbcccabccabbcaacbsstansin21cos21sin21sin21。