Interpolation Modellfunktioner som satisfierar givna punkter
|
|
- Leif Pettersson
- för 5 år sedan
- Visningar:
Transkript
1 Interpolation Modellfunktioner som satisfierar givna punkter
2 Några tillämpningar Animering rörelser, t.ex. i tecknad film Bilder färger resizing Grafik Diskret representation -> kontinuerlig 2
3 Interpolation Vi känner f(t) i n punkter y i = f (t i ) i = 1,.., n Vi söker en funktion P(t) så att P(t i ) = y i P(t) interpolerar f i punkterna t i Pkanvarapolynom,trigonometriska funktioner 3
4 Basfunktioner En interpolerande funktion väljs som linjärkomb. av basfunktioner f ( t) = n j= 1 x j Φ ( t) j Φ 1 (t) Φ n (t) x j är de param. som ska bestämmas Att kräva att f interpolerar ( t i,y i ) i = 1 n betyder att vilket ger ett system av linjära ekvationer Ax = y Elementen i A ges av n j =1 f (t i ) = x j Φ j (t i ) = y i a ij =Φ j (t i ) 4
5 Kvadratiskt system Genom att välja antalet basfunktioner = antalet mätpunkter får vi ett kvadratiskt system så att punkterna satisfieras exakt Valet av basfunktioner påverkar konditionen hos Ax = y 5
6 Definitioner En interpolerande funktion används för att uppskatta värdet av f i en punkt t. Om t tillhör det intervall som bildas av t 1 t n görs en interpolation Ligger t utanför intervallet görs en extrapolation Att arbeta med polynom är fördelaktigt eftersom de är enkla att derivera och integrera 6
7 Polynominterpolation Enklast och vanligast att välja ett polynom som interpolerande funktion Till n punkter (t i,y i )finnsettentydigt bestämt polynom av grad n-1 Polynomet kan representeras och evalueras på olika sätt, men alla måste ge samma matematiska funktion 7
8 Basfunktionerna för polynom Φ j (t) = t j 1 j =1 n Φ 1 (t) = 1 Φ 2 (t) = t Φ 3 (t) = t 2 Φ n (t) = t n 1 P(t) = c 0 + c 1 t + c 2 t 2 + +c n 1 t n 1 8
9 Koefficienterna c i bestäms av det linj. ekvationssystemet 1 t t t t K t n 1 1 K t n 1 2 M M M O M 1 t n t n 2 K t n n 1 c 0 c 1 M c n 1 = y 1 y 2 M y n Vandermonde-matris, ofta illakonditionerad 9
10 Exempel Bestäm det andragradspolynom som interpolerar Ansats : ger ekvationen c = [ ] T P(t) = c 0 + c 1 t + c 2 t 2 c 0 c 1 = c 2 ger t f Illakond. problem : κ(a) = P(t) = t t 2 Om man lägger till en punkt måste hela systemet lösas på nytt. 10
11 Newtons allmänna interpolationsformel Ansätt P n-1 (t) som ett interpolationspol. av grad n-1 P n 1 (t) = c 0 + c ( 1 t t 1 )+ c ( 2 t t 1 )t ( t 2 )+ P(t i )=f i, i=1,2,, n måste gälla insättning av (t i,f i ) ger + +c ( n 1 t t 1 )t ( t 2 ) t t n 1 ( ) c 0 = f 1 c + c (t t ) = f 2 c 0 + c 1 (t 3 t 1 )+c 2 (t 3 t 1 )(t 3 t 2 ) = f 3 L 11
12 t f i exemplet P (t) = c + c ( t 90)+ c ( t 90) ( t 100) ger ekvationerna c 0 c 1 c = Ger nollorna κ(a) =
13 exempel Den nya formuleringen ger c = [ ] T P 2 (t) = ( t 90) ( t 90)t ( 100)= = t t 2 Endast en ekvation behöver lösas om ytterligare en punkt läggs till 13
14 koefficienterna c 0 = f 1 c 1 = f 2 f 1 t 2 t 1 c 2 = f f t t t t 2 1 ( ) ( ( ) f f ) 2 1 ( t t )t ( t ) och allt mer komplicerat (för!) 14
15 Dividerade differenser f[]= x i f (x i ) f[ x i,, x i+ n ]= fx [ i,, x i +n ] f x i,, x i + n x i +n x i [ ] f[ x 1, x 2 ]= f (x 2) f (x 1 ) f[ x 2, x 3 ]= f (x 3) f (x 2 ) x 2 x 1 x 3 x 2 f[ x 1, x 2,x 3 ]= f [ x, x 2 3] fx 1, x 2 = x 3 x 1 [ ] f (x 3 ) f (x 2 ) x 3 x 2 f (x 2 ) f (x 1 ) x 2 x 1 x 3 x 1 15
16 Bättre sätt att beräkna c i c t 1 f 1 t 2 f 2 t 3 f 3 t 4 f 4 0 f[t 1,t 2 ] f[t 2,t 3 ] f[t 3,t 4 ] c 1 c 2 f[t 1,t 2,t 3 ] f[t 2,t 3,t 4 ] c 3 f[t 1,t 2 t 3,t 4 ] R T kan uppskattas med första försummade term ty f[t 1,t 2,, t k+1 ] =f (k) (ξ) k! 16
17 Nytt exempel t f f[,] f[,,] / / / /2 0/2=0 t f /6 P 3 (x) = c 0 +c 1 (t-t 1 )+c 2 (t-t 1 )(t-t 2 )+c 3 (t-t 1 )(t-t 2 )(t-t 3 )= = (t-21) (t-21)(t-22) /6(t-21)(t-22)(t-23) 17
18 Hur stort blir modellfelet? Sats : Låt f vara en funktion med n kontinuerliga derivator inom det intervall som bildas av punkterna t 1,t 2,, t n. Om P är det entydigt bestämda polynom av grad n-1 som uppfyller P(t i )=f(t i ) i= 1,,n Då gäller att f (n) (ξ) f(t)-p(t)= n! (t-t 1 )(t-t 2 ) (t - t n ) för något ξ inom det intervall som bildas av t 1,t 2,, t n. Så f (n) (ξ) n! kan alltså skattas med nästa koefficient 18
19 Polynom av grad n-1 som interpolerar (t i,f i )i=1, n Felkällor P n 1 (t) = c 0 + c 1 ( t t 1 )+ c 2 ( t t 1 )t ( t 2 )+ +c n 1 ( t t 1 ) ( t t n 1 ) R XX : Felet i interpolationspunkten ( t ± t )gerupphov till fel i approximationen av f(t) R XF R B R T : Fel i de angivna funktionsvärden följer med till ber. av c i och därmed till P : Avrundningsfel i beräkningarna : Approximation med polynom = modellfel Se särskilt häfte om felen 19
20 Trunkeringsfelet R T Newtons allmänna interpolationspolynom trunkeringsfelet uppskattas med första försummade termen Felet i interpolationspunkterna är noll Observera Runges fenomen! lågt gradtal vid polynominterpolation Fig. 5(8) 20
21 Fortplantade fel R XX & R XF När polynomet evalueras följer fel i indata med genom beräkningen och fortpantar sig till det evaluerade värdet P n 1 (t) = c 0 + c 1 ( t t 1 )+ c 2 ( t t 1 )t ( t 2 )+ +c n 1 ( t t 1 ) ( t t n 1 ) Felet i P(t) beräknas med hjälp av maximalfelsuppsk. P P c 0 c 0 + P c 1 c P c c n 1 + P n 1 t t 21
22 Hur stort är felet i c i? När koefficienterna beräknas följer ev. fel i indata (funktionsvärdena) med genom beräkningarna. Låt felet i f följa samma beräkning som f c 0 t 1 ε 1 t 2 ε 2 t 3 ε 3 t 4 ε 4 ε 2 + ε 1 t 2 t 1 ε 3 + ε 2 t 3 t 2 ε 4 + ε 3 t 4 t 3 c 1 Felen adderas!! O.s.v. 22
23 Avrundningsfelet R B Normalt litet i förhållande till övriga fel. Tänk dock på att en ev. avrundning av den slutliga approximationen måste adderas till övriga fel. (Presentationsavrundningen) 23
24 Linjär interpolation f approximeras med rätlinje genom (t 1,f 1 )och(t 2,f 2 ): P(t) = f 1 + ( f 2 f 1 ) (t 2 t 1 ) (t t 1) 24
25 Det gamla exemplet Approximera f(97) med linjär interpolation t f Sedan tidigare vet vi att c = [ ] T med polynomet P(t) = (t-90) Formeln ger P(97) = ( ) (100 90) (97 90) =1.072 =
26 Trunkeringsfel - linjär interpolation om f interpoleras linjärt genom (t 1,f 1 )och(t 2,f 2 ), t 1 t t 2 =t 1 +h kan trunkeringsfelet uppskattas med R T h 2 8 max f (t) Härledning s.5(15) Om man inte känner funktionen f, hur skattar man f (t)? Approximera f med interpolationspolynom av en grad högre och derivera detta. (Lägg till en term) 26
27 i vårt exempel P(t) = (t-90) ( P(97) = 1.072) Q(t) = P(t) (t-90)(t-100) Q (t) = , h=t 2 -t 1 =10 R T Värdena kommer från = f(97) = så felet f (t) = 0.25e 0.015t Hygglig feluppskattning 27
28 R XX vid linjär interpolation felet i punkten som interpoleras, t, fortplantas i beräkningen av P(t) mv-satsen ger att detta begränsas enligt f f (t) t eftersom f inte är känd, skattas f med P (t) = c 1 " R XX < c 1 t 28
29 R XF vid linjär interpolation felet i de givna funktionsvärdena, f, fortplantas i beräkningen av P(t) Detta fel kan skattas med R XF ε där f i ε Se s.5(7) 29
30 R B vid linjär interpolation R B avrundningsfelen i beräkningarna är normalt litet i jämförelse med övriga fel (imatlab10-16 ) 30
31 f i korrekt avr. f i = 0.5E-5 a = 21.4 ± 0.05 Bestäm f(a) med f 0.3E-4 t f Exempel Vi provar linjär interpolation : P 1 (t) = c 0 +c 1 (t- t 1 ) för (21, ) och (22, ) P 1 (t i )=f i ger c 0 +c 1 (21-21) = (c 0 fås direkt) c 0 +c 1 (22-21) = c 0 = och c 1 =
32 exempel P 1 (t) = (t - 21) P 1 (21.4) = (t - 21) = R B =0 här,allaräkningarexakta R XF 0.5E-5 ty alla f i korrekt avrundade R XX < c 1 t = 0.28E-3 0.5E-1 = 0.14E-4 så återstår ~ R T h 2 max f (t), h= t 2 -t 1 t [t 1,t 2 ] 8 32
33 R T h= t 2 -t 1 =22-21=1!skatta f (t) med ett andragradspolynom ta nästa punkt (23, ) och ansätt P 2 (t) = P 1 (t) + c 2 (t-t 1 )(t-t 2 ) P 1 (23) + c 2 (23-21)(23-22) = f c 2 = c 2 =-0.5E-5 P 2 = 2 c 2 =-E-5 h 2 R T E-5 = 0.125E
34 Det totala felet R TOT R XX + R XF + R T + R B = = 1.4E E E = = 2.025E-5 2.1E-5 Linjär interpolation duger alltså! 34
35 f (x) = x 2 Runges funktion 35
36 Styckvis polynominterpolation Att anpassa ett enda polynom till ett stort antal punkter ger mest troligt upphov till oscillering Istället interpolerar man med polynom av lägre grad på mindre intervall Linjär interpolation - rät linje mellan varje par av succ. punkter. Den totala interpolerande funktionen har då disk. derivata i alla inre punkter Man kan välja polynom så att den sammansatta funktionen är kontinuerligt deriverbar 36
37 Kubiska splines x = 0:10; y = sin(x); xi = 0:.25:10; yi = spline(x,y,xi); plot(x,y,'o',xi,yi)
38 Skiftning/skalning För att förbättra kan man använda en annan upps. basfunktioner, som ger samma polynom men annan representation t-c Φ j (t) = ( ) d j-1 där c = ( t 1 +t n )/2 och d = ( t n -t 1 )/2 c innebär en skiftning och d en skalning de nya ober. variablerna ligger i intervallet [-1, 1] 38
39 t f c=100 ochd=10 Φ j (t) = ( t-100 ) 10 j-1 t t P(t) = c 0 +c 1 +c 2 ( ) 2 exemplet igen Φ 1 (t) = κ(a) = Φ t (t) = 10 Φ t (t) = ( )
40 Lagrange interpolation P(t) = (t - t 2 ) (t - t 3 ) y 1 (t 1 -t 2 ) (t 1 -t 3 ) + (t - t 1 ) (t - t 3 ) y 2 (t 2 -t 1 ) (t 2 -t 3 ) + (t - t 1 ) (t - t 2 ) y 3 (t 3 -t 1 ) (t 3 -t 2 ) Polynomet framför y 1 blir = 0 för t= t 2 &t 3 och = 1 för t = t 1 Valet av Φ j (t) medför att A = I och alltså x=y 40
Interpolation. 8 december 2014 Sida 1 / 20
TANA09 Föreläsning 7 Interpolation Interpolationsproblemet. Introduktion. Polynominterpolation. Felanalys. Runges fenomen. Tillämpning. LED display. Splinefunktioner. Spline Interpolation. Ändpunktsvillkor.
Läs merNumerisk Analys, MMG410. Lecture 12. 1/24
Numerisk Analys, MMG410. Lecture 12. 1/24 Interpolation För i tiden gällde räknesticka och tabeller. Beräkna 1.244 givet en tabel över y = t, y-värdena är givna med fem siffror, och t = 0,0.01,0.02,...,9.99,10.00.
Läs merOH till Föreläsning 5, Numme K2, Läsa mellan raderna. Allmän polynom-interpolation, S Ch 3.1.0
OH till Föreläsning 5, Numme K2, 181119 S Ch 3-34, GNM Kap 4-44A / GKN Kap 41A,(D),E Interpolation x y 1900 3822 1910 3982 1920 4281 1930 4302 1940 4042 1950 3922 1960 3921 1970 3940 1980 3960 1990 3980
Läs merm Animering m Bilder m Grafik m Diskret representation -> kontinuerlig m En interpolerande funktion anvšnds fšr att
NŒgra illšmpningar Inerpolaion Modellfunkioner som saisfierar givna punker m Animering l m Bilder l l ršrelser,.ex. i ecknad film fšrger resizing m Grafik m Diskre represenaion -> koninuerlig 2 m Vi kšnner
Läs merNumerisk Analys, MMG410. Lecture 13. 1/58
Numerisk Analys, MMG410. Lecture 13. 1/58 Interpolation För i tiden gällde räknesticka och tabeller. Beräkna 1.244 givet en tabel över y = t, y-värdena är givna med fem siffror, och t = 0,0.01,0.02,...,9.99,10.00.
Läs merOH till Föreläsning 5, Numme K2, GNM Kap 4-4.4A / GKN Kap 4.1A,(D),E Interpolation. Läsa mellan raderna. Allmän polynom-interpolation
OH till Föreläsning 5, Numme K, 14101 GNM Kap 4-44A / GKN Kap 41A,(D),E Interpolation x y 1900 8 1910 98 190 481 190 40 1940 404 1950 9 1960 91 1970 940 1980 960 1990 980 Läsa mellan raderna 1900 190 1940
Läs merFöreläsning 5. Approximationsteori
Föreläsning 5 Approximationsteori Låt f vara en kontinuerlig funktion som vi vill approximera med en enklare funktion f(x) Vi kommer använda två olika approximationsmetoder: interpolation och minstrakvadratanpassning
Läs merKurvanpassning. Kurvanpassning jfr lab. Kurvanpassning jfr lab
Kurvanpassning jfr lab Kurvanpassning Beräkningsvetenskap II Punktmängd approximerande funktion Finns olika sätt att approximera med polynom Problem med höga gradtal kan ge stora kast Kurvanpassning jfr
Läs merLAB 3. INTERPOLATION. 1 Inledning. 2 Interpolation med polynom. 3 Splineinterpolation. 1.1 Innehåll. 3.1 Problembeskrivning
TANA18/20 mars 2015 LAB 3. INTERPOLATION 1 Inledning Vi ska studera problemet att interpolera givna data med ett polynom och att interpolera med kubiska splinefunktioner, s(x), som är styckvisa polynom.
Läs merNUMPROG, 2D1212, vt Föreläsning 1, Numme-delen. Linjära ekvationssystem Interpolation, Minstakvadratmetoden
NUMPROG, D, vt 006 Föreläsning, Numme-delen Linjära ekvationssystem Interpolation, Minstakvadratmetoden En av de vanligaste numeriska beräkningar som görs i ingenjörsmässiga tillämpningar är att lösa ett
Läs merAnsvariga lärare: Yury Shestopalov, rum 3A313, tel 054-7001856 (a) Problem 1. Använd Eulers metod II (tre steg) och lös begynnelsevärdesproblemet
FACIT: Numeriska metoder Man måste lösa tre problem. Problemen 1 och är obligatoriska, och man kan välja Problemet 3 eller 4 som den tredje. Hjälp medel: Miniräknare (med Guidebook för miniräknare) och
Läs merNumeriska metoder. Kompendiet. Lektor: Yury Shestopalov. e-mail: youri.shestopalov@kau.se Tel. 054-7001856. Karlstads Universitet
Numeriska metoder Kompendiet Lektor: Yury Shestopalov e-mail: youri.shestopalov@kau.se Tel. 054-7001856 Hemsidan: www.ingvet.kau.se\ youri Karlstads Universitet 2002 1 Innehåll 1 Grundbegrepp av numeriska
Läs merLösningar till Tentamen i Beräkningsvetenskap II, 5.0 hp, Del A. 1. (a) ODE-systemet kan skrivas på formen
Lösningar till Tentamen i Beräkningsvetenskap II, 5.0 hp, 2013-03-18 Del A 1. (a) ODE-systemet kan skrivas på formen z (t) = f(t, z), där z(t) = x(t) y(t) u(t) v(t), f(t, z) = u(t) v(t) kx(t)/ ( x2 (t)
Läs merDel I: Lösningsförslag till Numerisk analys,
Lösningsförslag till Numerisk analys, 2016-08-22. Del I: (1) Nedan följer ett antal påståenden. Använd nyckelbegreppen därunder och ange det begrepp som är mest lämpligt. Skriv rätt bokstav (a)-(l) i luckan
Läs merTeorifrågor. 6. Beräkna konditionstalet för en diagonalmatris med diagonalelementen 2/k, k = 1,2,...,20.
Teorifrågor Störningsanalys 1. Värdet på x är uppmätt till 0.956 med ett absolutfel på högst 0.0005. Ge en övre gräns för absolutfelet i y = exp(x) + x 2. Motivera svaret. 2. Ekvationen log(x) x/50 = 0
Läs merTANA09 Föreläsning 8. Kubiska splines. B-Splines. Approximerande Splines. B-splines. Minsta kvadrat anpassning. Design av kurvor och ytor.
TANA09 Föreläsning 8 Kubiska splines Approximerande Splines s s s s 4 B-splines. Minsta kvadrat anpassning. Design av kurvor och ytor. x x x x 4 x 5 Exempel Parametriska Kurvor. Ritprogram. Beziér kurvor.
Läs merTentamen, del 2 Lösningar DN1240 Numeriska metoder gk II F och CL
Tentamen, del Lösningar DN140 Numeriska metoder gk II F och CL Lördag 17 december 011 kl 9 1 DEL : Inga hjälpmedel Rättas ast om del 1 är godkänd Betygsgränser inkl bonuspoäng: 10p D, 0p C, 30p B, 40p
Läs merApproximerande Splines. B-splines. Minsta kvadrat anpassning. Design av kurvor och ytor.
TANA09 Föreläsning 8 Approximerande Splines B-splines. Minsta kvadrat anpassning. Design av kurvor och ytor. Exempel Parametriska Kurvor. Ritprogram. Beziér kurvor. Design av kurvor och ytor. Tillämpning
Läs mera = a a a a a a ± ± ± ±500
4.1 Felanalys Vill man hårddra det hela, kan man påstå att det inte finns några tal i den tillämpade matematiken, bara intervall. Man anger till exempel inte ett uppmätt värde till 134.78 meter utan att
Läs merSammanfattning (Nummedelen)
DN11 Numeriska metoder och grundläggande programmering Sammanfattning (Nummedelen Icke-linjära ekvationer Ex: y=x 0.5 Lösningsmetoder: Skriv på polynomform och använd roots(coeffs Fixpunkt x i+1 =G(x i,
Läs merDenna föreläsning. DN1212 Numeriska metoder och grundläggande programmering FN Felfortplantning och kondition
Denna föreläsning DN1212 Numeriska metoder och grundläggande programmering FN2 09-02-10 Hedvig Kjellström hedvig@csc.kth.se! Repetition av FN2! Felkalkyl (GNM kap 2)! Olinjära ekvationer (GNM kap 3)! Linjära
Läs merLinjär Algebra och Numerisk Analys TMA 671, Extraexempel
Ivar Gustavsson / Jan Södersten Matematiska vetenskaper Göteborg 6 november 9 Linjär Algebra och Numerisk Analys TMA 67, Extraexempel (M) efter uppgiftsnumret anger att MATLAB lämpligen används för att
Läs merPolynomanpassning i MATLAB
Polynomanpassning i MATLAB Funktionsanropet c=polyfit(x,y,n) ger koefficiemterna i ett n:e-gradspolynom som anpassar sig till y-värdena för x-värdena med lämplig metod. I tredje föreläsningens exempel
Läs merFel- och störningsanalys
Fel- och störningsanalys 1 Terminologi Antag att x är ett exakt värde och x är en approximation av x. Vi kallar då absoluta felet i x = x x, relativa felet i x = x x x. Ofta känner vi inte felet precis
Läs mer0.31 = f(x 2 ) = b 1 + b 2 (x 3 x 1 ) + b 3 (x 3 x 1 )(x 3 x 2 ) = ( ) + b 3 ( )(
Lösningar till Tentamen i Beräkningsvetenskap II, 5.0 hp, 2012-03-09 Del A 1. (a) För att anpassa ett polynom som går genom tre punkter behövs ett andragradspolynom. Newtons interpolationsansats ger f(x)
Läs merFel- och störningsanalys
Fel- och störningsanalys Terminologi Antag att x är ett exakt värde och x är en approximation av x. Vi kallar då absoluta felet i x = x x, relativa felet i x = x x x. Ofta känner vi inte felet precis utan
Läs merTENTAMEN I LINJÄR ALGEBRA OCH NUMERISK ANALYS F1/TM1, TMA671 2015-04-18
Institutionen för Matematiska Vetenskaper Göteborg TENTAMEN I LINJÄR ALGEBRA OCH NUMERISK ANALYS F/TM, TMA67 5-4-8 DAG: Lördag 8 april 5 TID: 8.3 -.3 SAL: V Ansvarig: Ivar Gustafsson, tel: 75-33545 Förfrågningar:
Läs merTANA19 NUMERISKA METODER
HT2/2016 LINJE+ÅK+KLASS : TANA19 NUMERISKA METODER Laboration 3. Interpolation Namn : Personnummer : E-post : @student.liu.se Namn : Personnummer : E-post : @student.liu.se Godkänd datum : Sign : Retur
Läs merTentamen i Beräkningsvetenskap I och KF, 5.0 hp,
Uppsala universitet Institutionen för informationsteknologi Avdelningen för beräkningsvetenskap Tentamen i Beräkningsvetenskap I och KF, 5.0 hp, 017-0-14 Skrivtid: 14 00 17 00 (OBS! Tre timmars skrivtid!)
Läs merVarning!!! Varning!!!
Kort sammanfattning av Beräkningsvetenskap I Erik Lindblad H04 Varning!!! Detta är inte en komplett genomgång av materialet i kursen Beräkningsvetenskap I. Genom att lära sig materialet nedan har man skaffat
Läs merFö4: Kondition och approximation. Andrea Alessandro Ruggiu
TANA21/22 HT2018 Fö4: Kondition och approximation Andrea Alessandro Ruggiu Kondition och approximation A.A.Ruggiu 13:e September 2018 1 Konditionstal Kondition och approximation A.A.Ruggiu 13:e September
Läs merAkademin för utbildning, kultur och kommunikation MMA132 Numeriska Metoder Avdelningen för tillämpad matematik Datum: 2 juni 2014
MÄLARDALENS HÖGSKOLA TENTAMEN I MATEMATIK Akademin för utbildning, kultur och kommunikation MMA32 Numeriska Metoder Avdelningen för tillämpad matematik Datum: 2 juni 204 Examinator: Karl Lundengård Skrivtid:
Läs merKonvergens för iterativa metoder
Konvergens för iterativa metoder 1 Terminologi Iterativa metoder används för att lösa olinjära (och ibland linjära) ekvationssystem numeriskt. De utgår från en startgissning x 0 och ger sedan en följd
Läs merTENTAMEN I GRUNDKURS I NUMERISKA METODER - DEL 20
Numerisk Analys - Institutionen för Matematik KTH - Royal institute of technology 2016-05-31, kl 08-11 SF1547+SF1543 TENTAMEN I GRUNDKURS I NUMERISKA METODER - DEL 20 Uppgift 1 Man vill lösa ekvationssystemet
Läs merLösningsanvisningar till de icke obligatoriska workoutuppgifterna
Lösningsanvisningar till de icke obligatoriska workoutuppgifterna Linjära system 7. (a) Falskt. Kondition är en egenskap hos problemet oberoende av precisionen i beräkningarna. (b) Falskt. Pivotering påverkar
Läs merOmtentamen i DV & TDV
Umeå Universitet Institutionen för Datavetenskap Gunilla Wikström (e-post wikstrom) Omtentamen i Teknisk-Vetenskapliga Beräkningar för DV & TDV Tentamensdatum: 2006-06-05 Skrivtid: 9-15 Hjälpmedel: inga
Läs merKTH 2D1240 OPEN vt 06 p. 1 (5) J.Oppelstrup
KTH 2D1240 OPEN vt 06 p. 1 (5) Tentamen i Numeriska Metoder gk II 2D1240 OPEN (& andra) Fredag 2006-04-21 kl. 13 16 Hjälpmedel: Del 1 inga, Del 2 rosa formelsamlingen som man får ta fram när man lämnar
Läs mer1.1 MATLABs kommandon för matriser
MATLABs kommandon för matriser Det finns en mängd kommandon för att hantera vektorer, matriser och linjära ekvationssystem Vi ger här en kort sammanfattning av dessa kommandon För en mera detaljerad diskussion
Läs merEnvariabelanalys 5B1147 MATLAB-laboration Derivator
Envariabelanalys 5B1147 MATLAB-laboration Derivator Sanna Eskelinen eskelinen.sanna@gmail.com Sonja Hiltunen sonya@gmail.com Handledare: Karim Dao Uppgift 15 Problem: Beräkna numeriskt derivatan till arctan
Läs merDATORLABORATION FÖR KURSEN ENVARIABELANALYS 2
DATORLABORATION FÖR KURSEN ENVARIABELANALYS 2 1. Laborationsregler Läs detta dokument, lös uppgifterna i slutet, och lämna in en individuell laborationsrapport senast måndag 14 januari i pdf-format via
Läs mer3.6 De klassiska polynomens ortogonalitetsegenskaper.
Vetenskapliga beräkningar III 34 3.6 De klassiska polynomens ortogonalitetsegenskaper. I nedanstående tabell anges egenskaperna för några av de vanligaste ortogonala polynomen. Polynomen är normerade så,
Läs merf(x + h) f(x) h f(x) f(x h) h
NUMPROG, D för M, vt 008 Föreläsning N: Numerisk derivering och integrering Inledning: numerisk lösning av analytiska problem Skillnader mellan matematisk analys och numeriska metoder. Grundläggande begrepp
Läs merTANA17 Matematiska beräkningar med MATLAB för M, DPU. Fredrik Berntsson, Linköpings Universitet. 26 november 2015 Sida 1 / 28
TANA17 Matematiska beräkningar med MATLAB för M, DPU Fredrik Berntsson, Linköpings Universitet 26 november 2015 Sida 1 / 28 Föreläsning 6 Minsta kvadrat problem. Polynom. Interpolation. Rötter. Tillämpningar:
Läs merLösningsförslag envariabelanalys
Lösningsförslag envariabelanalys 09-06-05. Ekvationen är linjär och har det karakteristiska polynomet pr) = r 4 + r 3 + 5r = r r + r + 5) = r r + i)r + + i). Således ges lösningarna till den homogena ekvationen
Läs merTentamen del 1 SF1546, , , Numeriska metoder, grundkurs
KTH Matematik Tentamen del 1 SF154, 1-3-3, 8.-11., Numeriska metoder, grundkurs Namn:... Bonuspoäng. Ange dina bonuspoäng från kursomgången läsåret HT15/VT1 här: Max antal poäng är. Gränsen för godkänt/betyg
Läs merInstitutionen för Matematik. F1 - Linjär algebra och numerisk analys, TMA671 Svar till övningar i Heath s bok och extraövningar
Institutionen för Matematik Göteborg F1 - Linjär algebra och numerisk analys, TMA671 Svar till övningar i Heath s bok och extraövningar Heath 1: a) -01416 resp -0046 b) -0001593 resp -000051 c) 000165
Läs merOptimering, exempel. Funktionens enda stationära punkt är alltså origo. Den ligger också i det inre av mängden.
Optimering, exempel Exempel 1 (optimering över kompakt mängd) Bestäm största och minsta värdet till funktionen f(x,y) = x 4 + y 4 + 4x 2 + 16 i cirkelskivan {x 2 + y 2 4}. Lösning: Cirkelskivan är kompakt
Läs merLinjärisering, Jacobimatris och Newtons metod.
Linjärisering, Jacobimatris och Newtons metod Analys och Linjär Algebra, del C, K/Kf/Bt, vt0 Inledning Vi skall lösa system av icke-linjära ekvationer Som exempel kan vi ta, x = 0, x = 0, som är ett system
Läs mer3.3. Interpolationsmetoder
3.3. Interpolationsmetoder Antag, att vi önskar beräkna ett funktionsvärde f(x), och att det beräknade funktionsvärdet är f (x). Avvikelsen mellan f (x) och f(x), som vi betecknar e(x) = f (x) f(x), är
Läs mer1 Föreläsning 12, Taylors formel, och att approximera en funktion med ett polynom
red Föreläsning, Taylors formel, och att approximera en funktion med ett polynom. Taylorpolynom. Fakultet 0! =, läses noll-fakultet.! =. Vidare är! = = och 3! = 3 =. Allmänt fˆr n =,,,..., n! =... n n.
Läs merSidor i boken f(x) = a x 2 +b x+c
Sidor i boken 18-151 Andragradsfunktioner Här ska vi studera andragradsfunktionen som skrivs f(x) = ax +bx+c där a, b, c är konstanter (reella tal) och där a 0. Grafen (kurvan) till f(x), y = ax + bx +
Läs merTillämpning: Bildinterpolation. Ekvationslösning. Integraler. Tillämpning: En båt. Räkning med polynom. Projekt. Tentamensinformation.
TAIU07 Föreläsning 6 Tillämpning: Bildinterpolation. Ekvationslösning. Integraler. Tillämpning: En båt. Räkning med polynom. Projekt. Tentamensinformation. 22 februari 2016 Sida 1 / 28 Interpolation i
Läs merIcke-linjära ekvationer
stefan@it.uu.se Exempel x f ( x = e + x = 1 5 3 f ( x = x + x x+ 5= 0 f ( x, y = cos( x sin ( x + y = 1 Kan endast i undantagsfall lösas exakt Kan sakna lösning, ha en lösning, ett visst antal lösningar
Läs merMatlab övningsuppgifter
CTH/GU MVE5-7/8 Matematiska vetenskaper Matlab övningsuppgifter Inledning Vi skall först se hur man kan lösa system av icke-linjära ekvationer. Därefter skall vi se på optimering utan bivillkor. Vi skall
Läs merOH till Föreläsning 15, Numme K2, God programmeringsteknik
OH till Föreläsning 15, Numme K2, 180227 Hela boken & hela kursen! God programmeringsteknik Tänk efter före: - Definiera problemet (VAD skall göras?) - Bestäm algoritm (och lagrings-struktur) - Dela upp
Läs mer4 McLaurin- och Taylorpolynom
Nr 4, 28 feb, Amelia 2 4 McLaurin- och Taylorpolynom 4. Repetition av Taylorpolynom i en variabel 4.. Förbättring av tangenten Detta avsnitt handlar om de grundläggande idéerna för Taylorpolynom i en variabel.
Läs mer= = i K = 0, K =
ösningsförslag till tentamensskrivning i SF1633, Differentialekvationer I Tisdagen den 14 augusti 212, kl 14-19 Hjälpmedel: BETA, Mathematics Handbook Redovisa lösningarna på ett sådant sätt att beräkningar
Läs merSekantmetoden Beräkningsmatematik TANA21 Linköpings universitet Caroline Cornelius, Anja Hellander Ht 2018
Sekantmetoden Beräkningsmatematik TANA21 Linköpings universitet Caroline Cornelius, Anja Hellander Ht 2018 1. Inledning Inom matematiken är det ofta intressant att finna nollställen till en ekvation f(x),
Läs mer3 differensekvationer med konstanta koefficienter.
Matematiska institutionen Carl-Henrik Fant 17 november 2000 3 differensekvationer med konstanta koefficienter 31 T Med en menar vi en av rella eller komplexa tal varje heltal ges ett reellt eller komplext
Läs merKTH Matematik Tentamensskrivning i Differentialekvationer I, SF1633.
KTH Matematik Tentamensskrivning i Differentialekvationer I, SF1633. Måndagen den 17 oktober 11, kl 8-13. Hjälpmedel: BETA, Mathematics Handbook. Redovisa lösningarna på ett sådant sätt att beräkningar
Läs merKomplettering till kursboken i Numeriska beräkningar. 1 Beräkningsfelsanalys. 1.1 Uttryck med kancellation
Linköpings Universitet Kompletterande material Matematiska institutionen/beräkningsmatematik 5 februari 203 Ingegerd Skoglund IT Termin 6 Komplettering till kursboken i Numeriska beräkningar Beräkningsfelsanalys
Läs merInstitutionen för Matematik TENTAMEN I LINJÄR ALGEBRA OCH NUMERISK ANALYS F1, TMA671 2009-01-16. DAG: Fredag 16 januari 2009 TID: 14.00-18.
Institutionen för Matematik Göteborg TENTAMEN I LINJÄR ALGEBRA OCH NUMERISK ANALYS F, TMA67 9--6 DAG: Fredag 6 januari 9 TID: 4. - 8. SAL: V Ansvarig: Ivar Gustafsson, tel: 77 94 Förfrågningar: Ivar Gustafsson
Läs merLösningsförslag till tentamensskrivningen i Numerisk analys
Lösningsförslag till tentamensskrivningen i Numerisk analys 160526 Del I: (1) (a) Heuns metod för numerisk lösning av differentialekvationer har noggrannhetsordning 2. Detta betyder att Felet avtar med
Läs mer7 Extremvärden med bivillkor, obegränsade områden
Nr 7, 1 mars -5, Amelia 7 Extremvärden med bivillkor, obegränsade områden Största och minsta värden handlar om en funktions värdemängd. Värdemängden ligger givetvis mellan det största och minsta värdet,
Läs merTANA17 Matematiska beräkningar med MATLAB för M, DPU. Fredrik Berntsson, Linköpings Universitet. 9 november 2015 Sida 1 / 28
TANA17 Matematiska beräkningar med MATLAB för M, DPU Fredrik Berntsson, Linköpings Universitet 9 november 2015 Sida 1 / 28 Föreläsning 3 Linjära ekvationssystem. Invers. Rotationsmatriser. Tillämpning:
Läs merDEL I. Matematiska Institutionen KTH
Matematiska Institutionen KTH Lösning till tentamensskrivning på kursen Diskret Matematik, moment B, för D2 och F, SF63 och SF63, den 25 maj 2 kl 8.-3.. Hjälpmedel: Inga hjälpmedel är tillåtna på tentamensskrivningen.
Läs merx f (x) dx 1/8. Kan likhet gälla i sistnämnda relation. (Torgny Lindvall.) f är en kontinuerlig funktion på 1 x sådan att lim a
Elementa Årgång 50, 967 Årgång 50, 967 Första häftet 2603. Låt ξ, ξ 2,..., ξ n vara stokastiska variabler med väntevärden E[ξ i ], i =, 2,..., n. Visa att E[max(ξ, ξ 2,..., ξ n )] max(e[ξ ], E[ξ 2 ],...,
Läs merNewtons metod. 1 Inledning. CTH/GU LABORATION 3 MVE /2014 Matematiska vetenskaper
CTH/GU LABORATION 3 MVE270-2013/2014 Matematiska vetenskaper Newtons metod 1 Inledning Vi skall lösa system av icke-linjära ekvationer. Som exempel kan vi ta, { x1 (1 + x 2 2) 1 = 0 x 2 (1 + x 2 1 ) 2
Läs merF 4 Ch.4.2-3 Numerisk integration, forts.; Ch.4 Numerisk derivering.
050301 p 1 (10) F 4 Ch.4.2-3 Numerisk integration, forts.; Ch.4 Numerisk derivering. 1. Styckevis polynom: linjär och spline-interpolation; En funktion f representerad i en tabell (x i,f i ), i = 0,...,n,
Läs merGamla tentemensuppgifter
Inte heller idag någon ny teori! Gamla tentemensuppgifter 1 Bestäm det andragradspolynom vars kurva skär x-axeln i x = 3 och x = 1 och y-axeln i y = 3 f(x) = (x 3)(x + 1) = x x 3 är en bra start, men vi
Läs merSF1669 Matematisk och numerisk analys II Lösningsförslag till tentamen DEL A. r cos t + (r cos t) 2 + (r sin t) 2) rdrdt.
1. Beräkna integralen medelpunkt i origo. SF1669 Matematisk och numerisk analys II Lösningsförslag till tentamen 218-3-14 D DEL A (x + x 2 + y 2 ) dx dy där D är en cirkelskiva med radie a och Lösningsförslag.
Läs merTentamensskrivning i Differentialekvationer I, SF1633(5B1206).
Tentamensskrivning i Differentialekvationer I, SF633(5B6) Torsdagen den 3 oktober 8, kl 8-3 Hjälpmedel: BETA, Mathematics Handbook Redovisa lösningarna på ett sådant sätt att beräkningar och resonemang
Läs merTMA226 datorlaboration
TMA226 Matematisk fördjupning, Kf 2019 Tobias Gebäck Matematiska vetenskaper, Calmers & GU Syfte TMA226 datorlaboration Syftet med denna laboration är att du skall öva formuleringen av en Finita element-metod,
Läs merTENTAMEN I GRUNDKURS I NUMERISKA METODER - DEL 2
Numerisk Analys - Institutionen för Matematik KTH - Royal institute of technology 218-5-28, kl 8-11 SF1547 TENTAMEN I GRUNDKURS I NUMERISKA METODER - DEL 2 Rättas endast om del 1 är godkänd. Betygsgräns
Läs merTentamen i Beräkningsvetenskap II, 5.0 hp,
Uppsala universitet Institutionen för informationsteknologi Beräkningsvetenskap Stefan Engblom, tel. 471 27 54, Per Lötstedt, tel. 471 29 72 Tentamen i Beräkningsvetenskap II, 5.0 hp, 2016-03-16 Skrivtid:
Läs merTentamen i Teknisk-Vetenskapliga Beräkningar
Umeå Universitet Institutionen för Datavetenskap Gunilla Wikström Tentamen i Teknisk-Vetenskapliga Beräkningar Tentamensdatum: 005-03- Skrivtid: 9-5 Hjälpmedel: inga Om problembeskrivningen i något fall
Läs merTentamen TANA17 Matematiska beräkningar Provkod: DAT1 Godkänd: 9p av totalt 20p Hjälpmedel: MATLAB
MAI/Linköpings universitet Fredrik Berntsson Tentamen TANA17 Matematiska beräkningar Provkod: DAT1 Godkänd: 9p av totalt 20p Hjälpmedel: MATLAB Redovisning Lös först uppgifterna i Matlab. Då du har en
Läs merFöreläsningen ger en introduktion till differentialekvationer och behandlar stoff från delkapitel 18.1, 18.3 och 7.9 i Adams. 18.
Föreläsningen ger en introduktion till differentialekvationer och behandlar stoff från delkapitel 18.1, 18.3 och 7.9 i Adams. 18.1 Delkapitlet introducerar en del terminologi och beteckningar som används.
Läs merUppsala Universitet Matematiska Institutionen Bo Styf. Lösningar till kryssproblemen 1-5. Uppgifter till lektion 1: = 10 x. = x 10.
Uppsala Universitet Matematiska Institutionen Bo Styf Envariabelanalys, 10 hp STS, X 2010-10-27 Uppgifter till lektion 1: 1. Lös olikheten 2x + 1 > 3. Lösningar till kryssproblemen 1-5. Lösning. Olikheten
Läs mer6 Derivata och grafer
6 Derivata och grafer 6.1 Dagens Teori När vi plottar funktionen f(x) = x + 1x 99x 8 med hjälp av dosan kan man få olika resultat beroende på vilka intervall man valt. 00000 100000-00 -100 100 00-100000
Läs merSF1513 NumProg för Bio3 HT2013 LABORATION 4. Ekvationslösning, interpolation och numerisk integration. Enkel Tredimensionell Design
1 Beatrice Frock KTH Matematik 4 juli 2013 SF1513 NumProg för Bio3 HT2013 LABORATION 4 Ekvationslösning, interpolation och numerisk integration Enkel Tredimensionell Design Efter den här laborationen skall
Läs merSF1625 Envariabelanalys
Modul 4: Tillämpningar av derivata Institutionen för matematik KTH 22-23 september 2015 Översikt över några viktiga derivatatillämningar 1. Förändringstakt. Derivata mäter förändringstakt, till exemel
Läs mer8. Euklidiska rum 94 8 EUKLIDISKA RUM
94 8 EUKLIDISKA RUM 8. Euklidiska rum Definition 8.. En skalärprodukt på vektorrummet V är en funktion som till varje par av element u och v i V ordnar ett reellt tal u v eller u v med följande egenskaper:.
Läs merPolynomanpassningsprogram
Polynomanpassningsprogram Den här uppgiften skall göra en polynomanpassning av en tvåkolumners tabell enligt minstakvadrat kriteriet och presentera resultatet grafiskt. Uppgiftens tygndpunkt ligger på
Läs merUppgift 1 R-S. Uppgift 2 R-M. Namn:...
2D121, Numeriska Metoder, Grundkurs för I2+CL2. Laboration 3: Interpolation och integration Sista redovisningsdag för bonuspoäng: måndag 26-3-27 Obs! Muntliga delen redovisas vid ett miniseminarium. Notera!
Läs merInstitutionen för Matematiska Vetenskaper TENTAMEN I LINJÄR ALGEBRA OCH NUMERISK ANALYS F1/TM1, TMA671 2014-05-26
Institutionen för Matematiska Vetenskaper Göteborg TENTAMEN I LINJÄR ALGEBRA OCH NUMERISK ANALYS F/TM, TMA67 4-5-6 DAG: Måndag 6 maj 4 TID: 4. - 8. SAL: V Ansvarig: Ivar Gustafsson, tel: 75-33545 Förfrågningar:
Läs mer5 Om f (r) = 0 kan andraderivatan inte avgöra vilken typ av extrempunkt det handlar om. Återstår att avgöra punktens typ med teckenstudium.
Så här hittar man extrempunkter, max-, min eller terrasspunkter, till en kurva y = f(x) med hjälp av i första hand f (x) 1 Bestäm f (x) och f (x) 2 Lös ekvationen f (x) = 0. Om ekvationen saknar rötter
Läs merMoment Viktiga exempel Övningsuppgifter I Ö5.1b, Ö5.2b, Ö5.3b, Ö5.6, Ö5.7, Ö5.11a
Moment 5.1-5.5 Viktiga exempel 5.1-5.10 Övningsuppgifter I Ö5.1b, Ö5.2b, Ö5.3b, Ö5.6, Ö5.7, Ö5.11a Kvadratiska linjära ekvationssystem Vi startar vår utredning med det vi känner bäst till, ekvationssystem
Läs merTentamen: Numerisk Analys MMG410, GU
Tentamen: Numerisk Analys MMG41, GU 17-6- 1. Ge kortfattade motiveringar/lösningar till nedanstående uppgifter! Ett korrekt svar utan motivering ger inga poäng! a) Antag att vi arbetar med fyrsiffrig decimal
Läs mer8.5 Minstakvadratmetoden
8.5 Minstakvadratmetoden 8.5. Ett exempel Man ville bestämma ett approximativt värde på tyngdaccelerationen g: En sten slängdes från en hög byggnad och man noterade med hjälp av fotoceller placerade på
Läs merKapitel 7. Numerisk derivering och integration
Kapitel 7. Numerisk derivering och integration Numerisk beräkning av bestämda integraler har gamla anor inom matematiken, och härleder sig ofta från rent praktiska ytbestämningsproblem. Problemet med cirkelns
Läs merMaclaurins och Taylors formler. Standardutvecklingar (fortsättning), entydighet, numerisk beräkning av vissa uttryck, beräkning
Maclaurins och Taylors formler Standardutvecklingar (fortsättning), entydighet, numerisk beräkning av vissa uttryck, beräkning av gränsvärden Standardutvecklingar Vid beräkningar där man inte behöver någon
Läs merMoment Viktiga exempel Övningsuppgifter
Moment Viktiga exempel Övningsuppgifter Inga Inga Inga Linjära ekvationssystem Vi har redan tidigare i kursen stött på linjära ekvationssystem. Nu är stunden kommen till en mera systematisk genomgång.
Läs merLAB 1. FELANALYS. 1 Inledning. 2 Flyttal. 1.1 Innehåll. 2.1 Avrundningsenheten, µ, och maskinepsilon, ε M
TANA21+22/ 5 juli 2016 LAB 1. FELANALYS 1 Inledning I laborationerna används matrishanteringsprogrammet MATLAB. som genomgående använder dubbel precision vid beräkningarna. 1.1 Innehåll Du ska 1. bestämma
Läs merTAYLORS FORMEL VECKA 4
TAYLORS FORMEL VECKA 4 David Heintz, 20 november 2002 Innehåll 1 1 2 Uppgift 29.7 3 3 Uppgift 31.9 4 1 Av de elementära funktionerna är det polynomen som har den enklaste strukturen. Om f är ett givet
Läs merFöreläsning 3: Dekomposition. Dekomposition
Föreläsning 3: Dekomposition Dekomposition Dekomposition är en generell metod för att lösa problem Metoden bygger på att man delar upp ett problem i delproblem av samma typ som ursprungsproblemet Uppdelningen
Läs merKort sammanfattning av Beräkningsvetenskap I. Varning!!! Varning!!!
Kort sammanfattning av Beräkningsvetenskap I Erik Lindblad H4 Varning!!! Detta är inte en komplett genomgång av materialet i kursen Beräkningsvetenskap I. Genom att lära sig materialet nedan har man skaffat
Läs merFrågorna 1 till 6 ska svaras med sant eller falskt och ger vardera 1
ATM-Matematik Mikael Forsberg OvnTenta Matematik Skrivtid. Inga hjälpmedel. Lösningarna skall vara fullständiga och lätta att följa. Börja varje ny uppgift på ny sida. Använd ej baksidor. Skriv namn på
Läs merNågot om Taylors formel och Mathematica
HH/ITE/BN Taylors formel och Mathematica Något om Taylors formel och Mathematica Bertil Nilsson 207-0-0 I am the best Ett av Brooks många ödmjuka inlägg i den infekterade striden som under början av 700
Läs merModul 4 Tillämpningar av derivata
Institutionen för Matematik SF1625 Envariabelanalys Läsåret 2015/2016 Modul 4 Tillämpningar av derivata Denna modul omfattar kapitel 4 i kursboken Calculus av Adams och Essex och undervisas på tre föreläsningar,
Läs mer