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1、第一章:数值分析与科学计算引论截断误差:近似解与精确解之间的误差。近似值的误差(为准确值):近似值的误差限:近似值相对误差(较小时约等):近似值相对误差限:函数值的误差限:近似值有n位有效数字:第二章:插值法1.多项式插值其中:2.拉格朗日插值次插值基函数:引入记号:余项:3.牛顿插值多项式:阶均差(把中间去掉,分别填在左边和右边):余项:4.牛顿前插公式(令,计算点值,不是多项式):阶差分:余项:5.泰勒插值多项式:阶重节点的均差:6.埃尔米特三次插值:其中,A的标定为:7.分段线性插值:第三章:函数逼近与快速傅里叶变换1. 属于维空间:2.范数:3.带权内积和带权正交:4.最佳逼近的分类(
2、范数的不同、是否离散):最优一致(-范数)逼近多项式:最佳平方(-范数)逼近多项式:最小二乘拟合(离散点):5.正交多项式递推关系:6.勒让德多项式:正交性:奇偶性:递推关系:7切比雪夫多项式:递推关系:正交性:在上有个零点:在上有个零点:(最优一致逼近)首项的系数:8.最佳平方逼近:法方程:正交函数族的最佳平方逼近:9.最小二乘法:法方程:正交多项式的最小二乘拟合:第四章 数值积分与数值微分1.求积公式具有次代数精度求积公式(多项式与函数值乘积的和),对于次数不超过的多项式成立,不成立2.插值型求积公式3.求积公式代数精度为时的余项4.牛顿-柯特斯公式:将划分为等份构造出插值型求积公式5.梯
3、形公式:当n=1时,6.辛普森公式:当n=2时,7.复合求积公式:复合梯形公式:复合辛普森公式:8.高斯求积公式(求待定参数和):(1)求高斯点():令与任何次数不超过的多项式带权正交,即则,由个方程求出高斯点。(2)求待定参数:,也为次数不超过的多项式。9.高斯-勒让德求积公式:取权函数为的勒让德多项式的零点即为求积公式的高斯点。10.高斯-切比雪夫求积公式:取权函数为的切比雪夫多项式的零点即为求积公式的高斯点。第五章 解线性方程组的直接方法1.矩阵的从属范数:2.条件数:第六章 解线性方程组的迭代法1.迭代法:2.迭代法收敛:存在。3.迭代法收敛的充分必要条件:,谱半径4.渐进收敛速度:,
4、迭代次数估计:5.雅可比迭代法:6.高斯-塞德尔迭代法:7.严格对角占优矩阵:此矩阵为非奇异矩阵,其雅可比迭代法与高斯-塞德尔迭代法均收敛。8.弱对角占优矩阵:若此矩阵也为不可约矩阵,则其雅可比迭代法与高斯-塞德尔迭代法均收敛。其中,可约矩阵:n阶矩阵A有如下型式,否则为不可约矩阵。9.超松弛迭代法:为高斯-塞德尔迭代法的一种修正。10.最速下降法:是对称正定矩阵令:使下式最小:则:其中:故而:11.共轭梯度法:(1)令,计算,取(2)对,计算(3)若或,计算停止。第七章 非线性方程与方程组的数值解法1.二分法:1)计算在有根区间的端值, 2)计算区间中点值 3)判断或者2.不动点迭代法:3.
5、不动点迭代法收敛:4. 在上存在不动点:(压缩映射)5. 不动点迭代法收敛性:满足上条,则不动点迭代法收敛,误差为:6.局部收敛:存在的某个邻域内的任意的,迭代法产生的序列收敛到。7.不动点迭代法局部收敛:其中为的不动点,在邻域连续。8. P阶收敛:当时,迭代误差,满足9.牛顿(重根)法:10.简化的牛顿法:11.牛顿下山法:从开始试算,之后逐次减半,直到满足下降条件:为止。12.弦截法:第八章 矩阵特征值计算1.格什戈林圆盘:以为圆心,以为半径的所有圆盘2. 的每个特征值必属于某个圆盘之中:3. 有个圆盘组成一个连通的并集,与和余下个圆盘是分离的,则内恰包含的个特征值。4.幂法:设的特征值满
6、足条件:任取非零向量,构造向量序列,假设:则:5.收敛速度:6.幂法改进:7.加速方法(原点平移法):构造矩阵,应用幂法使在计算其主特征值的过程中得到加速。8.若,称矩阵为初等反射矩阵,可得:10.设为两个不等的维向量,令,则,则可推导出:11.豪斯霍尔德约化定理:12.吉文斯变换:12.矩阵的QR分解:1)设非奇异,则存在正交矩阵,使,其中为上三角矩阵。2)设非奇异,则存在正交矩阵与上三角矩阵,使,当对角元素为正分解唯一。13.豪斯霍尔德约化矩阵为上海森伯格矩阵:14.方法:1)计算上海森伯格矩阵的全部特征值;2)计算对称三对角矩阵的全部特征值。第九章 常微分方程初值问题数值解法1.一阶常微分初值问题:2.利普西茨条件:满足此条件,上述问题存在唯一的连续可微解。3.欧拉方法:4.后退的欧拉法:5.梯形方法:6.改进欧拉公式:1随堂章节