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1.1  

?/p>

3.14, 3.1415, 3.1416

分别作为

π

的近似值时所具有的有效数字位?/p>

 

?/p>

  

近似?/p>

x

=3.14

?/p>

0.314

×

10

1

,

?/p>

m

=1

,它的绝对误差是

 

?/p>

0.001 592 6

…,?/p>

 

 

 

 

 

3

1

10

5

.

0

6

592

001

.

0

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

x

x

. 

?/p>

n

=3

,故

x

=3.14

?/p>

3

位有效数?/p>

. 

x

=3.14

准确到小数点后第

2

?/p>

. 

 

又近似?/p>

x

=3.1416

,它的绝对误差是

0.0000074

…,?/p>

 

            

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

.

.

?/p>

x

x

 

?/p>

m

=1,

n

?/p>

5

?/p>

x

=3.1416

?/p>

5

位有效数?/p>

. 

 

而近似?/p>

x

=3.1415

,它的绝对误差是

0.0000926

…,?/p>

 

            

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

.

.

?/p>

x

x

 

?/p>

m

=1,

n

?/p>

4

?/p>

x

=3.1415

?/p>

4

位有效数?/p>

. 

 

这就是说某数?/p>

s

位数,若末位数字是四舍五入得到的,那么该数有

s

位有效数?/p>

  

1.2 

 

指出下列各数具有几位有效数字,及其绝对误差限和相对误差限?/p>

 

 

   2.0004    

?/p>

0.00200    

9000 

   

9000.00    

?/p>

 

?/p>

1

)∵

 2.0004

?/p>

0.20004

×

10

1

,   m=1 

绝对误差限:

4

10

5

.

0

000049

.

0

20004

.

0

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

x

x

x

 

m

-

n

=-4,

m

=1

?/p>

n

=5,

?/p>

x

=2.0004

?/p>

5

位有效数?/p>

 

1

x

=2

,相对误差限

000025

.

0

10

2

2

1

10

2

1

5

1

)

1

(

1

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?

?/p>

?/p>

?/p>

n

r

x

?/p>

 

?/p>

2

)∵

 

?/p>

0.00200= -0.2

×

10

-2

,   

m

=-2 

5

10

5

.

0

0000049

.

0

)

00200

.

0

(

?/p>

?

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

x

x

x

 

    

m

-

n

=-5, 

m

=-2

?/p>

n

=3,

?/p>

x

=-0.00200

?/p>

3

位有效数?/p>

 

1

x

=2

,相对误差限

3

1

10

2

2

1

?/p>

?/p>

?/p>

?

r

?/p>

=0.0025 

(3) 

?/p>

 9000=0.9000

×

10

4

,   

m

=4

?/p>

 

      

0

10

5

.

0

49

.

0

9000

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

x

x

x

 

m

-

n

=0, 

m

=4

?/p>

n

=4,

?/p>

x

=9000

?/p>

4

位有效数?/p>

 

4

1

10

9

2

1

?/p>

?/p>

?/p>

?

r

?/p>

?/p>

0.000056 

(4)  

?/p>

9000.00=0.900000

×

10

4

,   

m

=4

?/p>

 

2

10

5

.

0

0049

.

0

00

.

9000

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

x

x

x

 

m

-

n

=-2, 

m

=4

?/p>

n

=6,

?/p>

x

=9000.00

?/p>

6

位有效数?/p>

 

相对误差限为

6

1

10

9

2

1

?/p>

?/p>

?/p>

?

r

?/p>

?/p>

0.000 00056 

 

?/p>

(3)

?/p>

(4)

可以看到小数点之后的

0

,不是可有可无的,它是有实际意义?/p>

. 

1.3  ln2=0.69314718

…,精确?/p>

3

10

?/p>

的近似值是多少?/p>

 

?/p>

   

精确?/p>

3

10

?/p>

?/p>

0.001

,即绝对误差限是

?/p>

?/p>

0.0005,  

故至少要保留小数点后三位才可?/p>

.ln2

?/p>

0.693

 

2.1  

用二分法求方?/p>

0

1

3

?/p>

?/p>

?/p>

x

x

?/p>

?/p>

1, 2

?/p>

的近似根,要求误差不超过

3

10

2

1

?/p>

?/p>

至少要二分多少?

 

解:给定误差?/p>

?/p>

?/p>

0.5

×

10

?

3

,使用二分法时,误差限为

 

)

(

2

1

1

*

a

b

x

x

k

k

?/p>

?

?/p>

?/p>

 

只要?/p>

k

满足

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

)

(

2

1

1

a

b

k

即可,亦?/p>

 

96678

.

9

1

2

lg

10

lg

3

5

.

0

lg

1

2

lg

lg

)

lg(

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

a

b

k

 

 

只要?/p>

n

?/p>

10.

 

2.3  

证明方程

1 -

x 

?/p>

sin

x

 

?/p>

0 

在区?/p>

[0, 1]

内有一个根,使用二分法求误差不超过

 

0.5

×

10

-4

的根要二分多少次?/p>

 

证明

 

 

?/p>

f

(

x

)

?/p>

1

?/p>

x

?/p>

sin

x

?/p>

 

 

 

?/p>

  

f

(0)=1>0

?/p>

f

(1)=

?/p>

sin1<0 

        

?/p>

  

f

(

x

)=1

?/p>

x

?/p>

sin

x

=0

?/p>

[0

?/p>

1]

有根

.

?/p>

 

 

 

f 

?/p>

(

x

)=-1

?/p>

c

os

x<

0 (

x

?/p>

[0.1]),

?/p>

f

(

x

) 

?/p>

[0

?/p>

1]

单调减少,所?/p>

f

(

x

) 

在区?/p>

 

[0

?/p>

1]

内有唯一实根

.

 

 

给定误差?/p>

?/p>

?/p>

0.5

×

10

?

4

,使用二分法时,误差限为

 

)

(

2

1

1

*

a

b

x

x

k

k

?/p>

?

?/p>

?/p>

 

只要?/p>

k

满足

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

)

(

2

1

1

a

b

k

即可,亦?/p>

 

7

287

.

13

1

2

lg

10

lg

4

5

.

0

lg

1

2

lg

lg

)

lg(

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

a

b

k

 

 

只要?/p>

n

?/p>

14. 

2.4  

方程

0

1

2

3

?/p>

?/p>

?/p>

x

x

?/p>

x =1.5

附近有根,把方程写成四种不同的等价形式,并建立相应的迭代

公式?/p>

 

  

?/p>

1

?/p>

2

1

1

x

x

?/p>

?/p>

,迭代公?/p>

2

1

1

1

k

k

x

x

?/p>

?/p>

?/p>

  

?/p>

2

?/p>

2

3

1

x

x

?/p>

?/p>

,迭代公?/p>

3

2

1

1

k

k

x

x

?/p>

?/p>

?/p>

 

?/p>

3

?/p>

1

1

2

?/p>

?

x

x

,迭代公?/p>

1

1

1

?/p>

?/p>

?/p>

k

k

x

x

    

?/p>

4

?

1

3

?/p>

?/p>

x

x

,迭代公?/p>

1

3

1

?/p>

?/p>

?/p>

k

k

x

x

 

试分析每种迭代公式的收敛性,并选取一种收敛迭代公式求出具有四位有效数字的近似根?/p>

 

解:

?/p>

1

)令

2

1

1

)

(

x

x

f

?

?/p>

,则

3

2

)

(

x

x

f

?/p>

?/p>

?/p>

,由?/p>

 

Ͼλ
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工具

 

 

 

1.1  

?/p>

3.14, 3.1415, 3.1416

分别作为

π

的近似值时所具有的有效数字位?/p>

 

?/p>

  

近似?/p>

x

=3.14

?/p>

0.314

×

10

1

,

?/p>

m

=1

,它的绝对误差是

 

?/p>

0.001 592 6

…,?/p>

 

 

 

 

 

3

1

10

5

.

0

6

592

001

.

0

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

x

x

. 

?/p>

n

=3

,故

x

=3.14

?/p>

3

位有效数?/p>

. 

x

=3.14

准确到小数点后第

2

?/p>

. 

 

又近似?/p>

x

=3.1416

,它的绝对误差是

0.0000074

…,?/p>

 

            

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

.

.

?/p>

x

x

 

?/p>

m

=1,

n

?/p>

5

?/p>

x

=3.1416

?/p>

5

位有效数?/p>

. 

 

而近似?/p>

x

=3.1415

,它的绝对误差是

0.0000926

…,?/p>

 

            

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

.

.

?/p>

x

x

 

?/p>

m

=1,

n

?/p>

4

?/p>

x

=3.1415

?/p>

4

位有效数?/p>

. 

 

这就是说某数?/p>

s

位数,若末位数字是四舍五入得到的,那么该数有

s

位有效数?/p>

  

1.2 

 

指出下列各数具有几位有效数字,及其绝对误差限和相对误差限?/p>

 

 

   2.0004    

?/p>

0.00200    

9000 

   

9000.00    

?/p>

 

?/p>

1

)∵

 2.0004

?/p>

0.20004

×

10

1

,   m=1 

绝对误差限:

4

10

5

.

0

000049

.

0

20004

.

0

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

x

x

x

 

m

-

n

=-4,

m

=1

?/p>

n

=5,

?/p>

x

=2.0004

?/p>

5

位有效数?/p>

 

1

x

=2

,相对误差限

000025

.

0

10

2

2

1

10

2

1

5

1

)

1

(

1

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?

?/p>

?/p>

?/p>

n

r

x

?/p>

 

?/p>

2

)∵

 

?/p>

0.00200= -0.2

×

10

-2

,   

m

=-2 

5

10

5

.

0

0000049

.

0

)

00200

.

0

(

?/p>

?

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

x

x

x

 

    

m

-

n

=-5, 

m

=-2

?/p>

n

=3,

?/p>

x

=-0.00200

?/p>

3

位有效数?/p>

 

1

x

=2

,相对误差限

3

1

10

2

2

1

?/p>

?/p>

?/p>

?

r

?/p>

=0.0025 

(3) 

?/p>

 9000=0.9000

×

10

4

,   

m

=4

?/p>

 

      

0

10

5

.

0

49

.

0

9000

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

x

x

x

 

m

-

n

=0, 

m

=4

?/p>

n

=4,

?/p>

x

=9000

?/p>

4

位有效数?/p>

 

4

1

10

9

2

1

?/p>

?/p>

?/p>

?

r

?/p>

?/p>

0.000056 

(4)  

?/p>

9000.00=0.900000

×

10

4

,   

m

=4

?/p>

 

2

10

5

.

0

0049

.

0

00

.

9000

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

x

x

x

 

m

-

n

=-2, 

m

=4

?/p>

n

=6,

?/p>

x

=9000.00

?/p>

6

位有效数?/p>

 

相对误差限为

6

1

10

9

2

1

?/p>

?/p>

?/p>

?

r

?/p>

?/p>

0.000 00056 

 

?/p>

(3)

?/p>

(4)

可以看到小数点之后的

0

,不是可有可无的,它是有实际意义?/p>

. 

1.3  ln2=0.69314718

…,精确?/p>

3

10

?/p>

的近似值是多少?/p>

 

?/p>

   

精确?/p>

3

10

?/p>

?/p>

0.001

,即绝对误差限是

?/p>

?/p>

0.0005,  

故至少要保留小数点后三位才可?/p>

.ln2

?/p>

0.693

 

2.1  

用二分法求方?/p>

0

1

3

?/p>

?/p>

?/p>

x

x

?/p>

?/p>

1, 2

?/p>

的近似根,要求误差不超过

3

10

2

1

?/p>

?/p>

至少要二分多少?

 

解:给定误差?/p>

?/p>

?/p>

0.5

×

10

?

3

,使用二分法时,误差限为

 

)

(

2

1

1

*

a

b

x

x

k

k

?/p>

?

?/p>

?/p>

 

只要?/p>

k

满足

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

)

(

2

1

1

a

b

k

即可,亦?/p>

 

96678

.

9

1

2

lg

10

lg

3

5

.

0

lg

1

2

lg

lg

)

lg(

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

a

b

k

 

 

只要?/p>

n

?/p>

10.

 

2.3  

证明方程

1 -

x 

?/p>

sin

x

 

?/p>

0 

在区?/p>

[0, 1]

内有一个根,使用二分法求误差不超过

 

0.5

×

10

-4

的根要二分多少次?/p>

 

证明

 

 

?/p>

f

(

x

)

?/p>

1

?/p>

x

?/p>

sin

x

?/p>

 

 

 

?/p>

  

f

(0)=1>0

?/p>

f

(1)=

?/p>

sin1<0 

        

?/p>

  

f

(

x

)=1

?/p>

x

?/p>

sin

x

=0

?/p>

[0

?/p>

1]

有根

.

?/p>

 

 

 

f 

?/p>

(

x

)=-1

?/p>

c

os

x<

0 (

x

?/p>

[0.1]),

?/p>

f

(

x

) 

?/p>

[0

?/p>

1]

单调减少,所?/p>

f

(

x

) 

在区?/p>

 

[0

?/p>

1]

内有唯一实根

.

 

 

给定误差?/p>

?/p>

?/p>

0.5

×

10

?

4

,使用二分法时,误差限为

 

)

(

2

1

1

*

a

b

x

x

k

k

?/p>

?

?/p>

?/p>

 

只要?/p>

k

满足

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

)

(

2

1

1

a

b

k

即可,亦?/p>

 

7

287

.

13

1

2

lg

10

lg

4

5

.

0

lg

1

2

lg

lg

)

lg(

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

a

b

k

 

 

只要?/p>

n

?/p>

14. 

2.4  

方程

0

1

2

3

?/p>

?/p>

?/p>

x

x

?/p>

x =1.5

附近有根,把方程写成四种不同的等价形式,并建立相应的迭代

公式?/p>

 

  

?/p>

1

?/p>

2

1

1

x

x

?/p>

?/p>

,迭代公?/p>

2

1

1

1

k

k

x

x

?/p>

?/p>

?/p>

  

?/p>

2

?/p>

2

3

1

x

x

?/p>

?/p>

,迭代公?/p>

3

2

1

1

k

k

x

x

?/p>

?/p>

?/p>

 

?/p>

3

?/p>

1

1

2

?/p>

?

x

x

,迭代公?/p>

1

1

1

?/p>

?/p>

?/p>

k

k

x

x

    

?/p>

4

?

1

3

?/p>

?/p>

x

x

,迭代公?/p>

1

3

1

?/p>

?/p>

?/p>

k

k

x

x

 

试分析每种迭代公式的收敛性,并选取一种收敛迭代公式求出具有四位有效数字的近似根?/p>

 

解:

?/p>

1

)令

2

1

1

)

(

x

x

f

?

?/p>

,则

3

2

)

(

x

x

f

?/p>

?/p>

?/p>

,由?/p>

 

">
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工具

 

 

 

1.1  

?/p>

3.14, 3.1415, 3.1416

分别作为

π

的近似值时所具有的有效数字位?/p>

 

?/p>

  

近似?/p>

x

=3.14

?/p>

0.314

×

10

1

,

?/p>

m

=1

,它的绝对误差是

 

?/p>

0.001 592 6

…,?/p>

 

 

 

 

 

3

1

10

5

.

0

6

592

001

.

0

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

x

x

. 

?/p>

n

=3

,故

x

=3.14

?/p>

3

位有效数?/p>

. 

x

=3.14

准确到小数点后第

2

?/p>

. 

 

又近似?/p>

x

=3.1416

,它的绝对误差是

0.0000074

…,?/p>

 

            

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

.

.

?/p>

x

x

 

?/p>

m

=1,

n

?/p>

5

?/p>

x

=3.1416

?/p>

5

位有效数?/p>

. 

 

而近似?/p>

x

=3.1415

,它的绝对误差是

0.0000926

…,?/p>

 

            

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

.

.

?/p>

x

x

 

?/p>

m

=1,

n

?/p>

4

?/p>

x

=3.1415

?/p>

4

位有效数?/p>

. 

 

这就是说某数?/p>

s

位数,若末位数字是四舍五入得到的,那么该数有

s

位有效数?/p>

  

1.2 

 

指出下列各数具有几位有效数字,及其绝对误差限和相对误差限?/p>

 

 

   2.0004    

?/p>

0.00200    

9000 

   

9000.00    

?/p>

 

?/p>

1

)∵

 2.0004

?/p>

0.20004

×

10

1

,   m=1 

绝对误差限:

4

10

5

.

0

000049

.

0

20004

.

0

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

x

x

x

 

m

-

n

=-4,

m

=1

?/p>

n

=5,

?/p>

x

=2.0004

?/p>

5

位有效数?/p>

 

1

x

=2

,相对误差限

000025

.

0

10

2

2

1

10

2

1

5

1

)

1

(

1

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?

?/p>

?/p>

?/p>

n

r

x

?/p>

 

?/p>

2

)∵

 

?/p>

0.00200= -0.2

×

10

-2

,   

m

=-2 

5

10

5

.

0

0000049

.

0

)

00200

.

0

(

?/p>

?

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

x

x

x

 

    

m

-

n

=-5, 

m

=-2

?/p>

n

=3,

?/p>

x

=-0.00200

?/p>

3

位有效数?/p>

 

1

x

=2

,相对误差限

3

1

10

2

2

1

?/p>

?/p>

?/p>

?

r

?/p>

=0.0025 

(3) 

?/p>

 9000=0.9000

×

10

4

,   

m

=4

?/p>

 

      

0

10

5

.

0

49

.

0

9000

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

x

x

x

 

m

-

n

=0, 

m

=4

?/p>

n

=4,

?/p>

x

=9000

?/p>

4

位有效数?/p>

 

4

1

10

9

2

1

?/p>

?/p>

?/p>

?

r

?/p>

?/p>

0.000056 

(4)  

?/p>

9000.00=0.900000

×

10

4

,   

m

=4

?/p>

 

2

10

5

.

0

0049

.

0

00

.

9000

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

x

x

x

 

m

-

n

=-2, 

m

=4

?/p>

n

=6,

?/p>

x

=9000.00

?/p>

6

位有效数?/p>

 

相对误差限为

6

1

10

9

2

1

?/p>

?/p>

?/p>

?

r

?/p>

?/p>

0.000 00056 

 

?/p>

(3)

?/p>

(4)

可以看到小数点之后的

0

,不是可有可无的,它是有实际意义?/p>

. 

1.3  ln2=0.69314718

…,精确?/p>

3

10

?/p>

的近似值是多少?/p>

 

?/p>

   

精确?/p>

3

10

?/p>

?/p>

0.001

,即绝对误差限是

?/p>

?/p>

0.0005,  

故至少要保留小数点后三位才可?/p>

.ln2

?/p>

0.693

 

2.1  

用二分法求方?/p>

0

1

3

?/p>

?/p>

?/p>

x

x

?/p>

?/p>

1, 2

?/p>

的近似根,要求误差不超过

3

10

2

1

?/p>

?/p>

至少要二分多少?

 

解:给定误差?/p>

?/p>

?/p>

0.5

×

10

?

3

,使用二分法时,误差限为

 

)

(

2

1

1

*

a

b

x

x

k

k

?/p>

?

?/p>

?/p>

 

只要?/p>

k

满足

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

)

(

2

1

1

a

b

k

即可,亦?/p>

 

96678

.

9

1

2

lg

10

lg

3

5

.

0

lg

1

2

lg

lg

)

lg(

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

a

b

k

 

 

只要?/p>

n

?/p>

10.

 

2.3  

证明方程

1 -

x 

?/p>

sin

x

 

?/p>

0 

在区?/p>

[0, 1]

内有一个根,使用二分法求误差不超过

 

0.5

×

10

-4

的根要二分多少次?/p>

 

证明

 

 

?/p>

f

(

x

)

?/p>

1

?/p>

x

?/p>

sin

x

?/p>

 

 

 

?/p>

  

f

(0)=1>0

?/p>

f

(1)=

?/p>

sin1<0 

        

?/p>

  

f

(

x

)=1

?/p>

x

?/p>

sin

x

=0

?/p>

[0

?/p>

1]

有根

.

?/p>

 

 

 

f 

?/p>

(

x

)=-1

?/p>

c

os

x<

0 (

x

?/p>

[0.1]),

?/p>

f

(

x

) 

?/p>

[0

?/p>

1]

单调减少,所?/p>

f

(

x

) 

在区?/p>

 

[0

?/p>

1]

内有唯一实根

.

 

 

给定误差?/p>

?/p>

?/p>

0.5

×

10

?

4

,使用二分法时,误差限为

 

)

(

2

1

1

*

a

b

x

x

k

k

?/p>

?

?/p>

?/p>

 

只要?/p>

k

满足

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

)

(

2

1

1

a

b

k

即可,亦?/p>

 

7

287

.

13

1

2

lg

10

lg

4

5

.

0

lg

1

2

lg

lg

)

lg(

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

a

b

k

 

 

只要?/p>

n

?/p>

14. 

2.4  

方程

0

1

2

3

?/p>

?/p>

?/p>

x

x

?/p>

x =1.5

附近有根,把方程写成四种不同的等价形式,并建立相应的迭代

公式?/p>

 

  

?/p>

1

?/p>

2

1

1

x

x

?/p>

?/p>

,迭代公?/p>

2

1

1

1

k

k

x

x

?/p>

?/p>

?/p>

  

?/p>

2

?/p>

2

3

1

x

x

?/p>

?/p>

,迭代公?/p>

3

2

1

1

k

k

x

x

?/p>

?/p>

?/p>

 

?/p>

3

?/p>

1

1

2

?/p>

?

x

x

,迭代公?/p>

1

1

1

?/p>

?/p>

?/p>

k

k

x

x

    

?/p>

4

?

1

3

?/p>

?/p>

x

x

,迭代公?/p>

1

3

1

?/p>

?/p>

?/p>

k

k

x

x

 

试分析每种迭代公式的收敛性,并选取一种收敛迭代公式求出具有四位有效数字的近似根?/p>

 

解:

?/p>

1

)令

2

1

1

)

(

x

x

f

?

?/p>

,则

3

2

)

(

x

x

f

?/p>

?/p>

?/p>

,由?/p>

 

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Ŀ

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1.1  

?/p>

3.14, 3.1415, 3.1416

分别作为

π

的近似值时所具有的有效数字位?/p>

 

?/p>

  

近似?/p>

x

=3.14

?/p>

0.314

×

10

1

,

?/p>

m

=1

,它的绝对误差是

 

?/p>

0.001 592 6

…,?/p>

 

 

 

 

 

3

1

10

5

.

0

6

592

001

.

0

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

x

x

. 

?/p>

n

=3

,故

x

=3.14

?/p>

3

位有效数?/p>

. 

x

=3.14

准确到小数点后第

2

?/p>

. 

 

又近似?/p>

x

=3.1416

,它的绝对误差是

0.0000074

…,?/p>

 

            

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

.

.

?/p>

x

x

 

?/p>

m

=1,

n

?/p>

5

?/p>

x

=3.1416

?/p>

5

位有效数?/p>

. 

 

而近似?/p>

x

=3.1415

,它的绝对误差是

0.0000926

…,?/p>

 

            

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

.

.

?/p>

x

x

 

?/p>

m

=1,

n

?/p>

4

?/p>

x

=3.1415

?/p>

4

位有效数?/p>

. 

 

这就是说某数?/p>

s

位数,若末位数字是四舍五入得到的,那么该数有

s

位有效数?/p>

  

1.2 

 

指出下列各数具有几位有效数字,及其绝对误差限和相对误差限?/p>

 

 

   2.0004    

?/p>

0.00200    

9000 

   

9000.00    

?/p>

 

?/p>

1

)∵

 2.0004

?/p>

0.20004

×

10

1

,   m=1 

绝对误差限:

4

10

5

.

0

000049

.

0

20004

.

0

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

x

x

x

 

m

-

n

=-4,

m

=1

?/p>

n

=5,

?/p>

x

=2.0004

?/p>

5

位有效数?/p>

 

1

x

=2

,相对误差限

000025

.

0

10

2

2

1

10

2

1

5

1

)

1

(

1

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?

?/p>

?/p>

?/p>

n

r

x

?/p>

 

?/p>

2

)∵

 

?/p>

0.00200= -0.2

×

10

-2

,   

m

=-2 

5

10

5

.

0

0000049

.

0

)

00200

.

0

(

?/p>

?

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

x

x

x

 

    

m

-

n

=-5, 

m

=-2

?/p>

n

=3,

?/p>

x

=-0.00200

?/p>

3

位有效数?/p>

 

1

x

=2

,相对误差限

3

1

10

2

2

1

?/p>

?/p>

?/p>

?

r

?/p>

=0.0025 

(3) 

?/p>

 9000=0.9000

×

10

4

,   

m

=4

?/p>

 

      

0

10

5

.

0

49

.

0

9000

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

x

x

x

 

m

-

n

=0, 

m

=4

?/p>

n

=4,

?/p>

x

=9000

?/p>

4

位有效数?/p>

 

4

1

10

9

2

1

?/p>

?/p>

?/p>

?

r

?/p>

?/p>

0.000056 

(4)  

?/p>

9000.00=0.900000

×

10

4

,   

m

=4

?/p>

 

2

10

5

.

0

0049

.

0

00

.

9000

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

x

x

x

 

m

-

n

=-2, 

m

=4

?/p>

n

=6,

?/p>

x

=9000.00

?/p>

6

位有效数?/p>

 

相对误差限为

6

1

10

9

2

1

?/p>

?/p>

?/p>

?

r

?/p>

?/p>

0.000 00056 

 

?/p>

(3)

?/p>

(4)

可以看到小数点之后的

0

,不是可有可无的,它是有实际意义?/p>

. 

1.3  ln2=0.69314718

…,精确?/p>

3

10

?/p>

的近似值是多少?/p>

 

?/p>

   

精确?/p>

3

10

?/p>

?/p>

0.001

,即绝对误差限是

?/p>

?/p>

0.0005,  

故至少要保留小数点后三位才可?/p>

.ln2

?/p>

0.693

 

2.1  

用二分法求方?/p>

0

1

3

?/p>

?/p>

?/p>

x

x

?/p>

?/p>

1, 2

?/p>

的近似根,要求误差不超过

3

10

2

1

?/p>

?/p>

至少要二分多少?

 

解:给定误差?/p>

?/p>

?/p>

0.5

×

10

?

3

,使用二分法时,误差限为

 

)

(

2

1

1

*

a

b

x

x

k

k

?/p>

?

?/p>

?/p>

 

只要?/p>

k

满足

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

)

(

2

1

1

a

b

k

即可,亦?/p>

 

96678

.

9

1

2

lg

10

lg

3

5

.

0

lg

1

2

lg

lg

)

lg(

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

a

b

k

 

 

只要?/p>

n

?/p>

10.

 

2.3  

证明方程

1 -

x 

?/p>

sin

x

 

?/p>

0 

在区?/p>

[0, 1]

内有一个根,使用二分法求误差不超过

 

0.5

×

10

-4

的根要二分多少次?/p>

 

证明

 

 

?/p>

f

(

x

)

?/p>

1

?/p>

x

?/p>

sin

x

?/p>

 

 

 

?/p>

  

f

(0)=1>0

?/p>

f

(1)=

?/p>

sin1<0 

        

?/p>

  

f

(

x

)=1

?/p>

x

?/p>

sin

x

=0

?/p>

[0

?/p>

1]

有根

.

?/p>

 

 

 

f 

?/p>

(

x

)=-1

?/p>

c

os

x<

0 (

x

?/p>

[0.1]),

?/p>

f

(

x

) 

?/p>

[0

?/p>

1]

单调减少,所?/p>

f

(

x

) 

在区?/p>

 

[0

?/p>

1]

内有唯一实根

.

 

 

给定误差?/p>

?/p>

?/p>

0.5

×

10

?

4

,使用二分法时,误差限为

 

)

(

2

1

1

*

a

b

x

x

k

k

?/p>

?

?/p>

?/p>

 

只要?/p>

k

满足

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

)

(

2

1

1

a

b

k

即可,亦?/p>

 

7

287

.

13

1

2

lg

10

lg

4

5

.

0

lg

1

2

lg

lg

)

lg(

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

?/p>

a

b

k

 

 

只要?/p>

n

?/p>

14. 

2.4  

方程

0

1

2

3

?/p>

?/p>

?/p>

x

x

?/p>

x =1.5

附近有根,把方程写成四种不同的等价形式,并建立相应的迭代

公式?/p>

 

  

?/p>

1

?/p>

2

1

1

x

x

?/p>

?/p>

,迭代公?/p>

2

1

1

1

k

k

x

x

?/p>

?/p>

?/p>

  

?/p>

2

?/p>

2

3

1

x

x

?/p>

?/p>

,迭代公?/p>

3

2

1

1

k

k

x

x

?/p>

?/p>

?/p>

 

?/p>

3

?/p>

1

1

2

?/p>

?

x

x

,迭代公?/p>

1

1

1

?/p>

?/p>

?/p>

k

k

x

x

    

?/p>

4

?

1

3

?/p>

?/p>

x

x

,迭代公?/p>

1

3

1

?/p>

?/p>

?/p>

k

k

x

x

 

试分析每种迭代公式的收敛性,并选取一种收敛迭代公式求出具有四位有效数字的近似根?/p>

 

解:

?/p>

1

)令

2

1

1

)

(

x

x

f

?

?/p>

,则

3

2

)

(

x

x

f

?/p>

?/p>

?/p>

,由?/p>

 



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