西北工业大学数值分析(附答案)

内容发布更新时间 : 2025/5/20 8:21:31星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

计算A的行范数,列范数,2-范数及F-范数。 19. 求证

(a) ||x||??||x||1?n||x||?,

1(b)

n||A||F?||A||2?c2||A||Fn?n。

20. 设 P?Rn且非奇异,又设||x||为R上一向量范数,定义

||x||p?||Px||。

试证明

||x||p是Rn上的一种向量范数。

n?n21. 设A?R为对称正定阵,定义

||x||A?(Ax,x)1/2,

n试证明||x||A为R上向量的一种范数。 nT22. 设x?R,x?(x1x2,?,xn),求证

lim(?||xi||p)1/p?maxxi?||x||?y??i?11?i?nn。

23. 证明:当且尽当x和y线性相关且xy?0时,才有

T||x?y||2?||x||2?||y||2。

24. 分别描述R中(画图)

2Sv?{x|||x||v?1,x?R2},(v?1,2,?)。

?是Rn(或Cn)上的任意一种范数,而P是任意非奇异实(或复)矩阵,定义范

?1数||x||??||Px||,证明||A||??||PAP||。

n?n26. 设||A||s,||A||t为R上任意两种矩阵算子范数,证明存在常数c1,c2?0,使对一切

25. 令

A?Rn?n满足

c1||A||s?||A||t?c2||A||s

TTn?nTT?(AA)??(AA)。 A?RAAAA27. 设,求证与特征值相等,即求证

28. 设A为非奇异矩阵,求证

||A||?y?0||y||||A?1||??。

?1?129. 设A为非奇异矩阵,且||A||||?A||?1,求证(A??A)存在且有估计

||?A||cond(A)||A?1?(A??A)?1||||A||?.?1||?A||||A||1?cond(A)||A||

1?min30. 矩阵第一行乘以一数,成为

?2?A???1证明当

??1??。

???23时,cond(A)?有最小值。

31. 设A为对称正定矩阵,且其分解为A?LDL?WW,其中W?D(a) cond(A)2?[cond(?)2];

Tcond(A)?cond(?)2cond(?)2. 2(b)

2TT1/2LT,求证

32. 设

?10099?A????9998?

计算A的条件数。cond(A)v(v?2,?)

33. 证明:如果A是正交阵,则cond(A)2?1。 34. 设A,B?Rn?n且

?为上矩阵的算子范数,证明

cond(AB)?cond(A)cond(B)。

第八章 解方程组的迭代法

1. 设方程组

(a) 考察用雅可比迭代法,高斯-塞德尔迭代法解此方程组的收敛性;

(k?1)(k)?4||x?x||?10?(b) 用雅可比迭代法,高斯-塞德尔迭代法解此方程组,要求当时迭代

?5x1?2x2?x3??12???x1?4x2?2x3?20?2x?3x?10x?323?1

终止.

?00?A????20?, 证明:即使||A||1?||A||??1级数I?A?A2???Ak??也收敛. 2. 设

3. 证明对于任意选择的A, 序列

收敛于零.

4. 设方程组

111I,A,A2,A3,A4,?23!4!

迭代公式为

?a11x1?a12x2?b1;??a21x1?a22x2?b2; (a11,a12?0)

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