数学实验课后习题解答
配套教材:王向东戎海武文翰编著数学实验
王汝军编写
实验一曲线绘图【练习与思考】
画出下列常见曲线的图形。
以直角坐标方程表示的曲线:
1.立方曲线
3
x y=
clear;
x=-2:0.1:2; y=x.^3; plot(x,y)
2.立方抛物线
3x y=
clear;
y=-2:0.1:2; x=y.^3; plot(x,y) grid on
3.高斯曲线
2
x
e y-=
clear;
x=-3:0.1:3;
y=exp(-x.^2); plot(x,y); grid on
%axis equal
以参数方程表示的曲线
4. 奈尔抛物线)(,3
223x y t y t x ===
clear;
t=-3:0.05:3; x=t.^3;y=t.^2; plot(x,y) axis equal grid on
5. 半立方抛物线2323,()x t y t y x ===
clear;
t=-3:0.05:3; x=t.^2;y=t.^3; plot(x,y) %axis equal grid on
6.
迪卡尔曲线233
22
33,(30)11at at x y x y axy t t
==+-=++ clear;
a=3;t=-6:0.1:6; x=3*a*t./(1+t.^2); y=3*a*t.^2./(1+t.^2); plot(x,y)
7.
蔓叶线2332
22
,()11at at x x y y t t a x
===++- clear;
a=3;t=-6:0.1:6;
x=3*a*t.^2./(1+t.^2); y=3*a*t.^3./(1+t.^2); plot(x,y)
8. 摆线)cos 1(),sin (t b y t t a x -=-=
clear;clc; a=1;b=1;
t=0:pi/50:6*pi; x=a*(t-sin(t)); y=b*(1-cos(t)); plot(x,y); axis equal grid on
9. 内摆线(星形线))(sin ,cos 3
2323233a y x t a y t a x =+==
clear;
a=1;
t=0:pi/50:2*pi; x=a*cos(t).^3; y=a*sin(t).^3; plot(x,y)
10. 圆的渐伸线(渐开线))cos (sin ),sin (cos t t t a y t t t a x -=+=
clear; a=1;
t=0:pi/50:6*pi;
x=a*(cos(t)+t.*sin(t)); y=a*(sin(t)+t.*cos(t)); plot(x,y) grid on
11. 空间螺线ct z t b y t a x ===,sin ,cos
clear
a=3;b=2;c=1; t=0:pi/50:6*pi; x=a*cos(t); y=b*sin(t); z=c*t;
plot3(x,y,z) grid on
以极坐标方程表示的曲线:
12. 阿基米德线0,≥=r a r
?
clear; a=1;
phy=0:pi/50:6*pi; rho=a*phy;
polar(phy,rho,'r-*')
13. 对数螺线?
a e r =
clear; a=0.1;
phy=0:pi/50:6*pi; rho=exp(a*phy); polar(phy,rho) 14. 双纽线))()((2cos 2222222
2
y x a y x a r -=+=?
clear; a=1;
phy=-pi/4:pi/50:pi/4; rho=a*sqrt(cos(2*phy)); polar(phy,rho)
hold on
polar(phy,-rho)
15. 双纽线)2)((2sin 22222
2
xy a y x a r =+=?
clear; a=1;
phy=0:pi/50:pi/2;
rho=a*sqrt(sin(2*phy)); polar(phy,rho) hold on
polar(phy,-rho)
16. 四叶玫瑰线0,2sin ≥=r a r ?
clear;close a=1;
phy=0:pi/50:2*pi; rho=a*sin(2*phy); polar(phy,rho)
17. 三叶玫瑰线0,3sin ≥=r a r ?
clear;close a=1;
phy=0:pi/50:2*pi; rho=a*sin(3*phy); polar(phy,rho)
18. 三叶玫瑰线0,3cos ≥=r a r ?
clear;close a=1;
phy=0:pi/50:2*pi; rho=a*cos(3*phy); polar(phy,rho)
实验二 极限与导数
【练习与思考】
1. 求下列各极限
(1)n
n n
)11(lim -
∞
→ (2)n n
n n 3lim 3+∞→ (3))122(
lim n n n n ++-+∞
→
clear;
syms n
y1=limit((1-1/n)^n,n,inf)
y2=limit((n^3+3^n)^(1/n),n,inf)
y3=limit(sqrt(n+2)-2*sqrt(n+1)+sqrt(n),n,inf)
y1 =1/exp(1) y2 =3 y3 =0
(4))1
112(
lim 21
---→x x x (5)x x x 2cot lim 0→ (6))3(lim 2
x x x x -+∞→
clear; syms x ;
y4=limit(2/(x^2-1)-1/(x-1),x,1) y5=limit(x*cot(2*x),x,0)
y6=limit(sqrt(x^2+3*x)-x,x,inf)
y4 =-1/2 y5 =1/2 y6 =3/2
(7)x x x m )(cos lim ∞→ (8))1
1
1(lim 1--→x x e x (9)x x x 11lim
3
0-+→ clear;
syms x m
y7=limit(cos(m/x),x,inf)
y8=limit(1/x-1/(exp(x)-1),x,1) y9=limit(((1+x)^(1/3)-1)/x,x,0)
y7 =1
y8 =(exp(1) - 2)/(exp(1) - 1) y9 =1/3
2. 考虑函数
22),sin(3)(32<<-=x x x x f
作出图形,并说出大致单调区间;使用diff 求)('x f ,并求)(x f 确切的单调区间。
clear;close; syms x;
f=3*x^2*sin(x^3); ezplot(f,[-2,2]) grid on
大致的单调增区间:[-2,-1.7],[-1.3,1.2],[1.7,2]; 大致的单点减区间:[-1.7,-1.3],[1.2,1.7];
f1=diff(f,x,1) ezplot(f1,[-2,2]) line([-5,5],[0,0]) grid on
axis([-2.1,2.1,-60,120])
f1 =
6*x*sin(x^3) + 9*x^4*cos(x^3)
用fzero 函数找)('x f 的零点,即原函数)(x f 的驻点 x1=fzero('6*x*sin(x^3) + 9*x^4*cos(x^3)',[-2,-1.7]) x2=fzero('6*x*sin(x^3) + 9*x^4*cos(x^3)',[-1.7,-1.5]) x3=fzero('6*x*sin(x^3) + 9*x^4*cos(x^3)',[-1.5,-1.1]) x4=fzero('6*x*sin(x^3) + 9*x^4*cos(x^3)',0)
x5=fzero('6*x*sin(x^3) + 9*x^4*cos(x^3)',[1,1.5]) x6=fzero('6*x*sin(x^3) + 9*x^4*cos(x^3)',[1.5,1.7]) x7=fzero('6*x*sin(x^3) + 9*x^4*cos(x^3)',[1.7,2])
x1 =
-1.9948 x2 =
-1.6926 x3 =
-1.2401 x4 = 0 x5 =
1.2401 x6 =
1.6926 x7 =
1.9948
确切的单调增区间:[-1.9948,-1.6926],[-1.2401,1.2401],[1.6926,1.9948]
确切的单调减区间:[-2,-1.9948],[-1.6926,-1.2401],[1.2401,1.6926],[1.9948,2]
3. 对于下列函数完成下列工作,并写出总结报告,评论极值与导数的关系, (i) 作出图形,观测所有的局部极大、局部极小和全局最大、全局最小值点的粗略位置;
(iI) 求
)('x f 所有零点(即)(x f 的驻点); (iii) 求出驻点处)(x f 的二阶导数值;
(iv) 用fmin 求各极值点的确切位置; (v) 局部极值点与)("),('x f x f 有何关系?
(1) ]2,2[),2sin()(22-∈--=x x x x x f (2) ]3,3[,10203)(35-∈+-=x x x x f (3)
]3,0[,2)(23∈---=x x x x x f
clear;close; syms x;
f=x^2*sin(x^2-x-2) ezplot(f,[-2,2]) grid on
f =
x^2*sin(x^2 - x - 2)
局部极大值点为:-1.6,局部极小值点为为:-0.75,-1.6 全局最大值点为为:-1.6,全局最小值点为:-3 f1=diff(f,x,1) ezplot(f1,[-2,2]) line([-5,5],[0,0]) grid on
axis([-2.1,2.1,-6,20])
f1 =
用fzero 函数找)('x f 的零点,即原函数)(x f 的驻点
x1=fzero('2*x*sin(x^2-x-2)+x^2*cos(x^2-x-2)*(2*x-1)',[-2,-1.2]) x2=fzero('2*x*sin(x^2-x-2)+x^2*cos(x^2-x-2)*(2*x-1)',[-1.2,-0.5]) x3=fzero('2*x*sin(x^2-x-2)+x^2*cos(x^2-x-2)*(2*x-1)',[-0.5,1.2]) x4=fzero('2*x*sin(x^2-x-2)+x^2*cos(x^2-x-2)*(2*x-1)',[1.2,2])
x1 =
-1.5326 x2 =
-0.7315 x3 =
-3.2754e-027 x4 =
1.5951
ff=@(x) x.^2.*sin(x.^2-x-2) ff(-2),ff(x1),ff(x2),ff(x3),ff(x4),ff(2)
ff =
@(x)x.^2.*sin(x.^2-x-2) ans =
-3.0272 ans =
2.2364
ans =
-0.3582 ans =
-9.7549e-054 ans =
-2.2080 ans = 0
实验三 级数
【练习与思考】
1. 用taylor 命令观测函数
)(x f y =的Maclaurin 展开式的前几项, 然后在同一坐标系里作出函数
)(x f y =和它的Taylor 展开式的前几项构成的多项式函数的图形,观测这些多项式函数的图形向)(x f y =的图形的逼近的情况
(1) x x f arcsin )(=
clear; syms x y=asin(x);
y1=taylor(y,0,1) y2=taylor(y,0,5) y3=taylor(y,0,10) y4=taylor(y,0,15) x=-1:0.1:1; y=subs(y,x); y1=subs(y1,x); y2=subs(y2,x); y3=subs(y3,x); y4=subs(y4,x);
plot(x,y,x,y1,':',x,y2,'-.',x,y3,'--',x,y4,':','linewidth',3)
y1 = 0 y2 =
x^3/6 + x y3 =
(35*x^9)/1152 + (5*x^7)/112 + (3*x^5)/40 + x^3/6 + x y4 =
(231*x^13)/13312 + (63*x^11)/2816 + (35*x^9)/1152 + (5*x^7)/112 + (3*x^5)/40
(2) x x f arctan )(= clear; syms x
y=atan(x);y1=taylor(y,0,3)
y2=taylor(y,0,5),y3=taylor(y,0,10),y4=taylor(y,0,15) x=-1:0.1:1;
y=subs(y,x);y1=subs(y1,x);y2=subs(y2,x);
y3=subs(y3,x);y4=subs(y4,x);
plot(x,y,x,y1,':',x,y2,'-.',x,y3,'--',x,y4,':','linewidth',3) y1 =
x
y2 =
x - x^3/3
y3 =
x^9/9 - x^7/7 + x^5/5 - x^3/3 + x
y4 =
(3)
2
)
(x e x
f
clear;
syms x
y=exp(x^2);
y1=taylor(y,0,3)
y2=taylor(y,0,5)
y3=taylor(y,0,10)
y4=taylor(y,0,15)
x=-1:0.1:1;
y=subs(y,x);
y1=subs(y1,x);
y2=subs(y2,x);
y3=subs(y3,x);
y4=subs(y4,x);
plot(x,y,x,y1,':',x,y2,'-.',x,y3,'--',x,y4,':','linewidth',3)
y1 =
x^2 + 1
y2 =
x^4/2 + x^2 + 1
y3 =
x^8/24 + x^6/6 + x^4/2 + x^2 + 1
y4 =
x^14/5040 + x^12/720 + x^10/120 + x^8/24 + x^6/6 + x^4/2 + x^2 + 1
(4) x x f 2
sin )(= clear; syms x y=sin(x)^2; y1=taylor(y,0,1) y2=taylor(y,0,5) y3=taylor(y,0,10) y4=taylor(y,0,15) x=-pi:0.1:pi; y=subs(y,x); y1=subs(y1,x); y2=subs(y2,x); y3=subs(y3,x); y4=subs(y4,x);
plot(x,y,x,y1,':',x,y2,'-.',x,y3,'--',x,y4,':','linewidth',3)
y1 = 0 y2 =
x^2 - x^4/3 y3 =
- x^8/315 + (2*x^6)/45 - x^4/3 + x^2 y4 =
(4*x^14)/42567525 - (2*x^12)/467775 + (2*x^10)/14175 - x^8/315 + (2*x^6)/45
(5)
x
e x
f x
-=
1)(
clear; syms x
y=exp(x)/(1-x); y1=taylor(y,0,3) y2=taylor(y,0,5) y3=taylor(y,0,10) y4=taylor(y,0,15)
x=-1:0.1:0; y=subs(y,x); y1=subs(y1,x); y2=subs(y2,x); y3=subs(y3,x); y4=subs(y4,x);
plot(x,y,x,y1,':',x,y2,'-.',x,y3,'--',x,y4,':','linewidth',3)
y1 =
(5*x^2)/2 + 2*x + 1 y2 =
(65*x^4)/24 + (8*x^3)/3 + (5*x^2)/2 + 2*x + 1 y3 =
(98641*x^9)/36288 + (109601*x^8)/40320 + (685*x^7)/252 + (1957*x^6)/720 + (163*x^5)/60 + (65*x^4)/24 + (8*x^3)/3 + (5*x^2)/2 + 2*x + 1 y4 =
(47395032961*x^14)/17435658240 + (8463398743*x^13)/3113510400 +
(260412269*x^12)/95800320 + (13563139*x^11)/4989600 + (9864101*x^10)/3628800 + (98641*x^9)/36288 + (109601*x^8)/40320 + (685*x^7)/252 + (1957*x^6)/720 +
(6) )1ln()(2
x x x f ++= clear; syms x
y=log(x+sqrt(1+x^2)); y1=taylor(y,0,3) y2=taylor(y,0,5) y3=taylor(y,0,10) y4=taylor(y,0,15) x=-1:0.1:1; y=subs(y,x); y1=subs(y1,x); y2=subs(y2,x); y3=subs(y3,x); y4=subs(y4,x);
plot(x,y,x,y1,':',x,y2,'-.',x,y3,'--',x,y4,':','linewidth',3)
y1 = x y2 =
x - x^3/6 y3 =
(35*x^9)/1152 - (5*x^7)/112 + (3*x^5)/40 - x^3/6 + x y4 =
(231*x^13)/13312 - (63*x^11)/2816 + (35*x^9)/1152 - (5*x^7)/112 + (3*x^5)/40 - x^3/6 + x
2. 求公式,,2,1,1212 ==∑∞
=k m n k
k
n k π中的数8,7,6,5,4,=k m k 的值. k=[4 5 6 7 8];
syms n
symsum(1./n.^(2*k),1,inf)
ans =
[ pi^8/9450, pi^10/93555, (691*pi^12)/638512875, (2*pi^14)/18243225, (3617*pi^16)/325641566250]
3. 利用公式
e n n =∑∞
=0
!1
来计算e 的近似值。精确到小数点后100位,这时应计算到这个无穷级数的前多少项?请说明你的理由.
解:Matlab 代码为 clear;clc;close epsl=1.0e-100;
ep=1;fn=1;a=1;n=1; while ep>epsl a=a+fn; n=n+1; fn=fn/n; ep=fn; end fn
vpa(a,100) n
fn =
8.3482e-101 ans =
2.71828182845904553488480814849026501178741455078125 n =
70
精确到小数点后100位,这时应计算到这个无穷级数的前71项,理由是误差小于10的负100次方,需要最后一项小于10的负100次方,由上述循环知n=70时最后一项小于10的负100次方,故应计算到这个无穷级数的前71项.
4. 用练习3中所用观测法判断下列级数的敛散性
(1)
∑∞
=+1321n n
n
clear;clc;
epsl=0.000001; N=50000;p=1000; syms n
Un=1/(n^2+n^3);
s1=symsum(Un,1,N); s2=symsum(Un,1,N+p); sa=vpa(s2-s1); sa=setstr(sa); sa=str2num(sa); fprintf('级数') disp(Un) if sa disp('收敛') else disp('发散') end 级数1/(n^3 + n^2)收敛 clear;close syms n s=[]; for k=1:100 s(k)=symsum(1/(n^3 + n^2),1,k); end plot(s,'.') (2) ∑∞ =12 1n n n clear;clc; epsl=0.000001; N=50000;p=1000; syms n Un=1/(n*2^n); s1=symsum(Un,1,N); s2=symsum(Un,1,N+p); sa=vpa(s2-s1); sa=setstr(sa); sa=str2num(sa); fprintf('级数') disp(Un) if sa disp('收敛') else disp('发散') end 级数1/(2^n*n)收敛 clear;close syms n s=[]; for k=1:100 s(k)=symsum(1/(2^n*n),1,k); end plot(s,'.') (3) ∑∞ =1 1sin n n clear;clc; epsl=0.00000000000001; N=50000;p=100; syms n Un=1/sin(n); s1=symsum(Un,1,N); s2=symsum(Un,1,N+p); sa=vpa(s2-s1); sa=setstr(sa); sa=str2num(sa); fprintf('级数') disp(Un) if abs(sa) disp('发散') end 级数1/sin(n)发散 clear;close syms n s=[]; for k=1:100 s(k)=symsum(1/sin(n),1,k); end plot(s,'.') 发散 (4) 3 1ln n n n ∞ =∑ clear;clc; epsl=0.0000001; N=50000;p=1000; syms n Un=log(n)/(n^3); s1=symsum(Un,1,N); s2=symsum(Un,1,N+p); sa=vpa(s2-s1); sa=setstr(sa); sa=str2num(sa); fprintf('级数') disp(Un) if sa disp('收敛') else disp('发散') end 级数log(n)/n^3收敛 clear;close syms n s=[]; for k=1:100 s(k)=symsum(log(n)/n^3,1,k); end plot(s,'.') (5) ∑∞ =1!n n n n clear;close syms n s=[];he=0; for k=1:100 he=he+factorial(k)/k^k; s(k)=he; end plot(s,'.') (6) ∑∞ =3) (ln 1n n n clear;clc; epsl=0.0000001; N=50000;p=1000; syms n Un=1/log(n)^n; s1=symsum(Un,3,N); s2=symsum(Un,3,N+p); sa=vpa(s2-s1); sa=setstr(sa); sa=str2num(sa); fprintf('级数') disp(Un) if sa disp('收敛') else disp('发散') end 级数1/log(n)^n 收敛 clear;close syms n s=[]; for k=3:100 s(k)=symsum(1/log(n)^n,3,k); end plot(s,'.') (7) ∑∞ =1 ln 1 n n n clear;clc; 第二章命题逻辑 §2.2 主要解题方法 2.2.1 证明命题公式恒真或恒假 主要有如下方法: 方法一.真值表方法。即列出公式的真值表,若表中对应公式所在列的每一取值全为1,这说明该公式在它的所有解释下都是真,因此是恒真的;若表中对应公式所在列的每 一取值全为0,这说明该公式在它的所有解释下都为假,因此是恒假的。 真值表法比较烦琐,但只要认真仔细,不会出错。 例2.2.1 说明G= (P∧Q→R)∧(P→Q)→(P→R)是恒真、恒假还是可满足。 解:该公式的真值表如下: 表2.2.1 由于表2.2.1中对应公式G所在列的每一取值全为1,故 G恒真。 方法二.以基本等价式为基础,通过反复对一个公式的等价代换,使之最后转化为一个恒真式或恒假式,从而实现公式恒真或恒假的证明。 例2.2.2 说明G= ((P→R) ∨? R)→ (? (Q→P) ∧ P)是恒真、恒假还是可满足。 解:由(P→R) ∨? R=?P∨ R∨? R=1,以及 ? (Q→P) ∧ P= ?(?Q∨ P)∧ P = Q∧? P∧ P=0 知,((P→R) ∨? R)→ (? (Q→P) ∧ P)=0,故G恒假。 方法三.设命题公式G含n个原子,若求得G的主析取范式包含所有2n个极小项,则G是恒真的;若求得G的主合取范式包含所有2n个极大项,则G是恒假的。 方法四. 对任给要判定的命题公式G,设其中有原子P1,P2,…,P n,令P1取1值,求G的真值,或为1,或为0,或成为新公式G1且其中只有原子P2,…,P n,再令P1取0值,求G真值,如此继续,到最终只含0或1为止,若最终结果全为1,则公式G恒真,若最终结果全为0,则公式G 东华大学20 ~ 20 学年第__ __学期期_末_试题A 踏实学习,弘扬正气;诚信做人,诚实考试;作弊可耻,后果自负 课程名称______高等数学实验___________使用专业____ 班级_____________姓名________________学号__________ 机号 要求:写出M 函数(如果需要的话)、MATLAB 指令和计算结果。1.设矩阵A = 6 14230215 1 0321 21----, 求A 的行列式和特征值。 2. 设 f (x ,y ) =2x cos (xy 2 ),求 21,2 x y f x y ==???。 3. 求积分? --1 2 2 1)2(x x xdx 的数值解。 4. 求解微分方程0.5e - x d y -sin x d x=0, y (0)=0, 要求写出x =2 时的y 值。 5. 求解下列方程在k=6,θ=π/3附近的解???=-=-1)sin (3 )cos 1(θθθk k 6. 取k 7. 编写一个M 函数文件,使对任意给定的精度ε, 求N 使得 επ≤-∑=612 1 2 N n n 并对ε= 0.001求解。 8. 在英国工党成员的第二代加入工党的概率为0.5,加入保守党的概率为0.4,加入自由党的概率为0.1。而保守党成员的第二代加入保守党的概率为0.7,加入工党的概率为0.2,加入自由党的概率为0.1。而自由党成员的第二代加入保守党的概率为0.2,加入工党的概率为0.4,加入自由党的概率为0.4。求自由党成员的第三代加入工党的概率是多少?假设这样的规律保持不变,在经过很多代后,英国政党大致分布如何? 习题二证明:在一个至少有2人的小组中,总存在两个人,他们在组内所认识的人数相同。证明:假设没有人谁都不认识:那么每个人认识的人数都为[1,n-1],由鸽巢原理知,n个人认识的人数有n-1种,那么至少有2个人认识的人数相同。假设有1人谁都不认识:那么其他n-1人认识的人数都为[1,n-2],由鸽巢原理知,n-1个人认识的人数有n-2种,那么至少有2个人认识的人数相同。假设至少有两人谁都不认识,则认识的人数为0的至少有两人。 任取11个整数,求证其中至少有两个数的差是10的整数倍。证明:对于任意的一个整数,它除以10的余数只能有10种情况:0,1,…,9。现在有11个整数,由鸽巢原理知,至少有2个整数的余数相同,则这两个整数的差必是10的整数倍。证明:平面上任取5个坐标为整数的点,则其中至少有两个点,由它们所连线段的中点的坐标也是整数。证明:有5个坐标,每个坐标只有4种可能的情况:(奇数,偶数);(奇数,奇数);(偶数,偶数);(偶数,奇数)。由鸽巢原理知,至少有2个坐标的情况相同。又要想使中点的坐标也是整数,则其两点连线的坐标之和为偶数。因为奇数+奇数= 偶数;偶数+偶数=偶数。因此只需找以上2个情况相同的点。而已证明:存在至少2个坐标的情况相同。证明成立。 一次选秀活动,每个人表演后可能得到的结果分别为“通过”、“淘汰”和“待定”,至少有多少人参加才能保证必有100个人得到相同的结果证明:根据推论2.2.1,若将3*(100-1)+1=298个人得到3种结果,必有100人得到相同结果。一个袋子里装了100个苹果、100个香蕉、100个橘子和100个梨。那么至少取出多少水果后能够保证已经拿出20个相同种类的水果证明:根据推论2.2.1,若将4*(20-1)+ 1 = 77个水果取出,必有20个相同种类的水果。 北京交通大学海滨学院考试试题 课程名称:数学实验2010-2011第一学期出题教师:数学组适用专业: 09机械, 物流, 土木, 自动化 班级:学号:姓名: 选做题目序号: 1.一对刚出生的幼兔经过一个月可以长成成兔, 成兔再经过一个月后可以 繁殖出一对幼兔. 如果不计算兔子的死亡数, 请用Matlab程序给出在未来24个月中每个月的兔子对数。 解: 由题意每月的成兔与幼兔的数量如下表所示: 1 2 3 4 5 6 ··· 成兔0 1 1 2 3 5··· 幼兔 1 0 1 1 2 3··· 运用Matlab程序: x=zeros(1,24); x(1)=1;x(2)=1; for i=2:24 x(i+1)=x(i)+x(i-1); end x 结果为x = 1 1 2 3 5 8 13 21 3 4 5 5 89 144 233 377 610 987 1597 2584 4181 6765 1094 6 7711 2865 7 46368 2.定积分的过程可以分为分割、求和、取极限三部分, 以1 x e dx 为例, 利用 已学过的Matlab 命令, 通过作图演示计算积分的过程, 并与使用命令int() 直接积分的结果进行比较. 解:根据求积分的过程,我们先对区间[0,1]进行n 等分, 然后针对函数x e 取和,取和的形式为10 1 i n x i e e dx n ξ=≈ ∑ ? ,其中1[ ,]i i i n n ξ-?。这里取i ξ为区间的右端点,则当10n =时,1 x e dx ?可用10 101 1.805610 i i e ==∑ 来近似计算, 当10n =0时,100 100 1 01 =1.7269100 i x i e e dx =≈ ∑?,当10n =000时,10000 10000 1 1 =1.718410000 i x i e e dx =≈ ∑ ?. 示意图如下图,Matlab 命令如下: x=linspace (0,1,21); y=exp(x); y1=y(1:20); s1=sum(y1)/20 y2=y(2:21); s2=sum(y2)/20 plot(x,y); hold on for i=1:20 fill([x(i),x(i+1),x(i+1),x(i),x(i)],[0,0,y(i),y(i),0],'b') end syms k;symsum(exp(k/10)/10,k,1,10);%n=10 symsum(exp(k/100)/100,k,1,100);%n=100 symsum(exp(k/10000)/10000,k,1,10000);%n=10000 作业习题答案 习题二 2.1证明:在一个至少有2人的小组中,总存在两个人,他们在组内所认识的人数相同。 证明: 假设没有人谁都不认识:那么每个人认识的人数都为[1,n-1],由鸽巢原理知,n 个人认识的人数有n-1种,那么至少有2个人认识的人数相同。 假设有1人谁都不认识:那么其他n-1人认识的人数都为[1,n-2],由鸽巢原理知,n-1个人认识的人数有n-2种,那么至少有2个人认识的人数相同。 2.3证明:平面上任取5个坐标为整数的点,则其中至少有两个点,由它们所连线段的中点的坐标也是整数。 证明: 方法一: 有5个坐标,每个坐标只有4种可能的情况:(奇数,偶数);(奇数,奇数);(偶数,偶数);(偶数,奇数)。由鸽巢原理知,至少有2个坐标的情况相同。又要想使中点的坐标也是整数,则其两点连线的坐标之和为偶数。因为 奇数+奇数 = 偶数 ; 偶数+偶数=偶数。因此只需找以上2个情况相同的点。而已证明:存在至少2个坐标的情况相同。证明成立。 方法二: 对于平面上的任意整数坐标的点而言,其坐标值对2取模后的可能取值只有4种情况,即:(0,0) ,(0,1) ,(1,0), (1,1),根据鸽巢原理5个点中必有2个点的坐标对2取模后是相同类型的,那么这两点的连线中点也必为整数。 2.4一次选秀活动,每个人表演后可能得到的结果分别为“通过”、“淘汰”和“待定”,至少有多少人参加才能保证必有100个人得到相同的结果? 证明: 根据推论2.2.1,若将3*(100-1)+1=298个人得到3种结果,必有100人得到相同结果。 2.9将一个矩形分成(m +1)行112m m +?? + ??? 列的网格每个格子涂1种颜色,有m 种颜色可以选择,证明:无论怎么涂色,其中必有一个由格子构成的矩形的4个角上的格子被涂上同一种颜色。 证明: (1)对每一列而言,有(m+1)行,m 种颜色,有鸽巢原理,则必有两个单元格颜色相同。 (2)每列中两个单元格的不同位置组合有12m +?? ??? 种,这样一列中两个同色单元格的位置组合共有 12m m +?? ??? 种情况 (3)现在有112m m +?? + ??? 列,根据鸽巢原理,必有两列相同。证明结论成立。 2.11证明:从S={1,3,5,…,599}这300个奇数中任意选取101个数,在所选出的数中一定存在2个数,它们之间最多差4。 证明: 1.(1) [1 2 3 4;0 2 -1 1;1 -1 2 5;]+(1/2).*([2 1 4 10;0 -1 2 0;0 2 3 -2]) 2. A=[3 0 1;-1 2 1;3 4 2],B=[1 0 2;-1 1 1;2 1 1] X=(B+2*A)/2 3. A=[-4 -2 0 2 4;-3 -1 1 3 5] abs(A)>3 % 4. A=[-2 3 2 4;1 -2 3 2;3 2 3 4;0 4 -2 5] det(A),eig(A),rank(A),inv(A) 求计算机高手用matlab解决。 >> A=[-2,3,2,4;1,-2,3,2;3,2,3,4;0,4,-2,5] 求|A| >> abs(A) ans = ( 2 3 2 4 1 2 3 2 3 2 3 4 0 4 2 5 求r(A) >> rank(A) ans = 4 求A-1 《 >> A-1 ans = -3 2 1 3 0 -3 2 1 2 1 2 3 -1 3 -3 4 求特征值、特征向量 >> [V,D]=eig(A) %返回矩阵A的特征值矩阵D 与特征向量矩阵V , V = - + + - - + - + - + - + D = { + 0 0 0 0 - 0 0 0 0 + 0 0 0 0 - 将A的第2行与第3列联成一行赋给b >> b=[A(2,:),A(:,3)'] b = 《 1 - 2 3 2 2 3 3 -2吉林大学离散数学课后习题答案
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