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1、第二章习题解答1下列数据作为的近似数,试确定它们各有几位有效数字,并确定其相对误差限.(表示的近似数,解：把近似数规格化形式后均有，首位非零数字为3Ⅰ）有3位有效数字，Ⅱ)有3位有效数字，Ⅲ)有2位有效数字，Ⅳ)，有3位有效数字，2证明§2.2中的定理2.1,定理2.2.3已知的近似数相对误差为，试问至少有几位有效数字？解：因的第一位数字为，所以的第一位数字，根据定理2.1，当成立时，有位有效数字，而时所以近似数至少有位有效数字.4为尽量避免有效数字的严重损失，当时应如何加工下列计算公式：（1）（2）（3）解：（1）；（2）；（3）5序列满足递推关系若取做近似计算，问计算到时误差
2、有多大？这个计算过程稳定吗？解：此递推关系每计算一次误差增长倍，故算法不稳定.6设验证若取依次计算时(不要求具体算出),请你证明这样设计的算法其误差传播是逐步扩大的,算法是不稳定的.并要求另外设计一种数值稳定的算法.解:对用分部积分法得设误差其中.于是当增大时是递增的,的误差达到,是严重失真的.数值稳定的计算方法:将递推公式改为于是在从后往前计算时,的误差减少为原来的,若取足够大,误差逐步减少,计算结果是稳定可靠的.7可由下列迭代公式计算:若是的具有位有效数字的近似值,求证是的具有位有效数字的近似值.解由和,得到数列有下界.又即,数列单调不增.故存在.令,对迭代公式两边取极限,可
3、求得.现设是的具有位有效数字的近似值,即有于是,得可见,是的具有位有效数字的近似值.8用秦九韶算法计算多项式在自变量时的值.解：故补充例题例题1：试问真值的近似数是否为有效数.解：由有效数的定义知近似数具有两位有效数字，分别是由于不是有效数字，故不是有效数.例题2为尽量避免有效数字的严重损失，当时应如何加工下列计算公式解：为尽量避免有效数字的严重损失，应作变换：例题3设（1）证明：（2）设计一种数值稳定的算法，并证明算法的稳定性.解:(1)对用分部积分法得(2)由（1）得：若已知，设计如下递推算法：注意到：,于是取可得如下递推算法.设，则，，即.每迭代一次误差均在减少，所以设计的
4、递推算法是数值稳定的.例题4已知试建立一个具有较好数值稳定性的求的递推公式,并证明算法的稳定性.解:由得到求的递推公式:,(*)而初值,由此出发,根据上述递推公式可以求的近似值求:,.记的绝对误差为,则有:,即,.由此可见,的误差将缩小传播到,误差传播是逐步衰减的.因而,递推公式(*)是数值稳定的.例题5数列满足递推公式.若取位有有效数字),问按此递推算法从算至时误差有多大?这个计算过程稳定吗?解:,,则计算过程不稳定.计算至时误差:.
