Kurs DN1215, Laboration 3 (Del 1): Randvärdesproblem för ordinära differentialekvationer
|
|
- Linnéa Håkansson
- för 5 år sedan
- Visningar:
Transkript
1 Kurs DN1215, Laboration 3 (Del 1): Randvärdesproblem för ordinära differentialekvationer Michael Hanke, Johan Karlander 2 april Beskrivning och mål Matematiska modeller inom vetenskap och teknik utgörs nästan uteslutande av differential- eller integralekvationer. Det är därför nödvändigt att ha metoder för att effektivt lösa dessa ekvationer. En stor del av den matematiska expertisen har ända sedan Newton och Leibniz introducerade differentialkalkylen varit inriktad på att förstå och lösa just differentialekvationer. Tyvärr är det endast för några få ekvationer det existerar en analytisk eller sluten lösning och för verkliga problem behöver vi därför nästan alltid använda numeriska metoder. Denna laboration går ut på att lösa ordinära differentialekvationer med hjälp av numeriska metoder. Det kommer visa sig att även till synes enkla problem kan vara mycket svåra att lösa numeriskt. Målet med laborationen är att: föstå principerna för numeriska metoder för randvärdesproblem i en dimension, kunna välja, och uppskatta egenskaperna för, olika numeriska algoritmer så att du slutligen kan förstå och lösa standardproblem noggrannt och kritiskt granska resultaten. 2 Förberedelser 1. Studera användningen av några av MATLABs verktyg för icke-linjära ekvationer (fzero, roots) och numerisk integration (quad, quadl)! (Kapitel 10.1, 10.2, i Användarhandledningen eller i online-dokumentationen) 1
2 2. Repetera de matematiska grunderna för ordinära differentialekvationer från tidigare kurser! 3. Läs relevanta delar i föreläsningsanteckningarna! 3 Problem 3.1 Teoretiska frågor 1. Sant eller falskt: En liten residual f(x) garanterar en noggrann lösning till ett system av icke-linjära ekvationer. 2. Vad skulle du säga om konvergenshastigheten för en iterativ metod om efterföljande iterationer har felen (a) 10 2, 10 4, 10 8, 10 16,... (b) 10 2, 10 4, 10 6, 10 8, Vilket av följande beteenden är möjliga vid användning av Newtons metod för lösning av icke-linjära ekvationer? (a) Metoden konvergerar linjärt (b) Metoden konvergerar kvadratiskt (c) Metoden konvergerar inte alls 4. Vilken speciell egenskap skiljer ett randvärdesproblem från ett initialvärdesproblem för en ordinär differentialekvation? 5. Har ett randvärdesproblem för en ODE alltid en unik lösning? 6. När en differensmetod används för att omvandla ett randvärdesproblem för en differentialekvation till ett system av algebraiska ekvationer, vilken egenskap bestämmer om systemet blir linjärt eller icke-linjärt? 7. Finita differens- och finita elementmetoder för randvärdesproblem omvandlar originalsystemet till ett system av algebraiska ekvationer. Varför kräver oftast det resulterande linjära systemet mindre än O(N 3 ) operationer att lösa? 8. Vilken kvadratur, Newton-Côtes eller Gauss, gäller för varje av följande beskrivningar: 2
3 (a) Lättare att beräkna noder och vikter; (b) Lättare att använda för ett generellt intervall [a, b]; (c) Noggrannade för samma antal noder; (d) Har maximalt gradtal för antalet noder; (e) Noder är lätta att återanvända då ordningen ändras; 3.2 Icke-linjära ekvationssystem Uppgifterna i detta kapitel innehåller lösning av icke-linjära ekvationssystem med ökande svårighetsgrad. 1. Sambandet mellan tryck p, specifik volym v och temperatur T för en gas ges av van der Waals tillståndsekvation, (p + a v 2 ) (v b) =RT där R är en universell konstant och a och b är konstanter som beror på vilken gas som modelleras. Vi har R = , och för koldioxid, a =3.592 and b = Beräkna den specifika volymen v givet temperaturen T = 300 och trycken p =1, 10 och 100. Jämför dina resultat med ideala gaslagen, pv = RT. Denna kan vid behov användas som en startgissning till den iterativa metoden för van der Waalsekvationen. 2. Härledningen av den Gaussiska tvåpunktskvadraturen för noderna t 1,t 2 och vikterna w 1,w 2, på intervallet [ 1, 1], leder till följande system av ickelinjära ekvationer: w 1 + w 2 = 2, w 1 t 1 + w 2 t 2 = 0, w 1 t w 2t 2 2 = 2/3, w 1 t w 2 t 3 2 = 0. Lös detta system för de obekanta t 1,t 2,w 1,w 2. Hur många lösningar kan du hitta? Obs: För att en lösning här skall vara meningsfull måste t i [ 1, 1]. Om detta gäller är lösningen dessutom unik. 3
4 3.3 Bratuproblemet Bratuproblemet är randvärdesproblemet u = λe u, 0 <t<1 med λ>0 och randvillkoren u(0) = u(1) = 0. Beroende på parametern λ har detta problem två, en eller ingen lösning. För λ =1 finns exakt två lösningar varav den ena är enkel att beräkna medan den andra är svår. Din uppgift är att beräkna lösningarna för λ =1med olika numeriska metoder. 1. Använd finita differensmetoden med n ekvidistanta inre noder! Låt h = 1/(n +1)och t i = ih för i =0,...,n+1. Det resulterande systemet blir icke-linjärt för de diskreta approximationerna y i. Plotta de olika lösningarna för n =1, 3, 7, och 15! 2. Försök att hitta den andra lösningen! Tips: Båda lösningar har positiv lutning vid t = Det magiska talet π Det reella talet π = är ett av de mest fascinerande talen i naturvetenskapen. Ända sedan antikens dagar har man fösökt att precist och effektivt beräkna detta tal. En ide är att använda den definita integralen dx = π. 1+x2 I detta problem skall du försöka att approximera denna integral med numerisk kvadratur. 1. Använd de sammansatta mittpunkts-, trapets- och Sipsonkvadraturerna för att beräkna π för olikasteglängderh. Försökatt beskrivafelet somenfunktion av h för varje metod, och jämför metodernas noggrannhet (baserat på det riktiga värdet för π). Finns det ett minsta värde h för vilket en minskning av h inte leder till ett noggrannare resultat? Om så, varför? Anmärkningar: 1 Detta är varken den snabbaste eller bästa metoden! 4
5 (a) En approximativ sekvens av steglängder kan vara: 1/2,1/4,1/8,1/16 osv. (b) Vi räknar med ett fel som beter sig asymptotiskt som e(h) ch p. Med andra ord, kvadraturen är av ordning p. Ordningen kan beräknas på följande sätt: Antag att vi har beräknat två approximationer med fel e(h) och e(h/q) för steglängderna h respektive h/q. Då gäller att p log e(h)/e(h/q). log q 2. Beräkna π med samma metod men med MATLABs inbyggda rutiner för adaptiv kvadratur och med olika feltoleranser. Hur tillförlitliga är de inbyggda rutinernas feluppskattningar? 3. Upprepa de föregående stegen för integralen 1 0 x log xdx = 4 9. Observera att integranden är obestämd (0 )vidx =0. Beräkna gränsvärdet och använd detta istället. 3.5 Adaptiv kvadratur För sammansatta kvardraturregler har vi ett fel på formen I(f,h) =I(f)+ch p + O(h r ), r > p. För den sammansatta trapetsregeln T (f,h) vetviattp =1, r =4och att c beror på andraderivatan av f. På samma sätt som för adaptiv stegkontroll för ordinära differentialekvationer är det frestande att använda ett mindre h på delintervall där andraderivatan är stor för att reducera det totala antalet funktionsutvärderingar. Eftersom andraderivatan av f inte är känd måste en automatisk feluppskattning användas. Antag att en sådan automatisk feluppskattning e est (h) är tillgänglig för någon kvadraturformel I(f,h). En adaptiv strategi kan då använda sig av divideand-conquer-strategin: Beräkna I(f,a,b) som en approximation till b f(x)dx. a Beräkna feluppskattningen e est (h). 5
6 Om e est (h) tol, returnera resultatet som den approximativa integralen. I annat fall, dela upp integralen i b a f(x)dx = (a+b)/2 a f(x)dx + b (a+b)/2 f(x)dx och använd divide-and-conquer-strategin med halverad tolerans på båda integraler separat. Returnera I(f,a,(a + b)/2) + I(f,(a + b)/2,b). Det absoluta felet för det slutgiltiga resultatet är mindre än den önskade toleransen. Observera att detta är en rekursiv algoritm! Din uppgift är nu följande: 1. Implementera en adaptiv numerisk integrationsmetod genom att använda trapesregeln med steghalvering. Gör det också för Simpsons metod (p =4 och r =6). 2. Testa din implementation, MATLABs kvadraturrutiner quad och quadl, samt den sammansatta Simpsonkvadraturen med humps funktionen (på 0 x 3) för olika toleranser med avseende på antalet funktionsutvärderingar! Hur många funktionsutvärderingar behöver Simpsonkvadraturen för att erhålla samma noggrannhet? 4 Utvärdering 1. Laborationen kan göras i grupper om två. 2. En labbrapport skall lämnas in i mitten av period 4. Denna skall inkludera beskrivning, svar och kod (sådan att jag kan köra den på min dator) till uppgifterna. 6
LABORATION 2. Trapetsregeln, MATLAB-funktioner, ekvationer, numerisk derivering
SF1518,SF1519,numpbd15 LABORATION 2 Trapetsregeln, MATLAB-funktioner, ekvationer, numerisk derivering - Genomför laborationen genom att göra de handräkningar och MATLAB-program som begärs. Var noga med
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 merLABORATION cos (3x 2 ) dx I =
SF1518,SF1519,numpbd14 LABORATION 2 Trapetsregeln, ekvationer, ekvationssystem, MATLAB-funktioner Studera kapitel 6 och avsnitt 5.2.1, 1.3 och 3.8 i NAM parallellt med arbetet på denna laboration. Genomför
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 merTentamen i Beräkningsvetenskap I/KF, 5.0 hp,
Uppsala universitet Institutionen för informationsteknologi Teknisk databehandling Tentamen i Beräkningsvetenskap I/KF, 5. hp, 215-3-17 Skrivtid: 14 17 (OBS! Tre timmars skrivtid!) Hjälpmedel: Bifogat
Läs merFÖRSÄTTSBLAD TILL TENTAMEN. ELLER (fyll bara i om du saknar tentamenskod): Datum: 16 januari Bordsnummer:
FÖRSÄTTSBLAD TILL TENTAMEN Din tentamenskod (6 siffror): ELLER (fyll bara i om du saknar tentamenskod): Personnummer: - Datum: 16 januari 2013 Kursens namn (inkl. grupp): Beräkningsvetenskap I (1TD393)
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 merTentamen del 1 SF1511, , kl , Numeriska metoder och grundläggande programmering
KTH Matematik Tentamen del SF5, 28-3-6, kl 8.-., Numeriska metoder och grundläggande programmering Namn:... Personnummer:... Program och årskurs:... Bonuspoäng. Ange dina bonuspoäng från kursomgången HT7-VT8
Läs merTentamen, del 2 DN1240 Numeriska metoder gk II för F
Tentamen, del DN140 Numeriska metoder gk II för F Fredag 14 december 01 kl 14 17 Lösningar DEL : Inga hjälpmedel. Rättas endast om del 1 är godkänd. Betygsgränser inkl bonuspoäng: 10p D, 0p C, 30p B, 40p
Läs merMatematisk analys för ingenjörer Matlabövning 2 Numerisk ekvationslösning och integration
10 februari 2017 Matematisk analys för ingenjörer Matlabövning 2 Numerisk ekvationslösning och integration Syfte med övningen: Introduktion till ett par numeriska metoder för lösning av ekvationer respektive
Läs merLösningsförslag Tentamen i Beräkningsvetenskap I, 5.0 hp,
Uppsala universitet Institutionen för informationsteknologi Teknisk databehandling Lösningsförslag Tentamen i Beräkningsvetenskap I, 5. hp, 14-6-4 Kursmål (förkortade), hur de täcks i uppgifterna och maximalt
Läs merFöreläsning 14: Exempel på randvärdesproblem. LU-faktorisering för att lösa linjära ekvationssystem.
11 april 2005 2D1212 NumProg för T1 VT2005 A Föreläsning 14: Exempel på randvärdesproblem. LU-faktorisering för att lösa linjära ekvationssystem. Kapitel 8 och 5 i Q&S Stationär värmeledning i 1-D Betrakta
Läs merBlock 5: Ickelineära. ekvationer? Läroboken. Löpsedel: Icke-lineära. ekvationer. Vad visade laborationen? Vad visade laborationen?
Block 5: Ickelineära ekvationer Löpsedel: Icke-lineära ekvationer Varför är det svårt att lösa ickelineära ekvationer? Iterativa metoder Bisektion/intervallhalvering Newton-Raphsons metod Noggrannhet/stoppvillkor
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 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 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 merSF1544 LABORATION 2 INTEGRATION, MONTE-CARLO OCH BLACK-SCHOLES EKVATION FÖR OPTIONER
SF1544 LABORATION INTEGRATION, MONTE-CARLO OCH BLACK-SCHOLES EKVATION FÖR OPTIONER Avsikten med denna laboration är att: - snabbt komma igång med träning på matlabprogrammering (uttnyttja gärna alla schemalagda
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, 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 merTentamen i Beräkningsvetenskap I (1TD393)
Tentamen i Beräkningsvetenskap I (TD9) Skrivtid: 6 januari kl 4 7 OBS! timmar! Hjälpmedel: Godkänd litteratur: Mathematics handbook, Physics handbook. Penna, suddgummi, miniräknare och linjal får användas.
Läs merIckelinjära ekvationer
Löpsedel: Icke-linjära ekvationer Ickelinjära ekvationer Beräkningsvetenskap I Varför är det svårt att lösa icke-linjära ekvationer? Iterativa metoder Bisektion/intervallhalvering Newton-Raphsons metod
Läs merKurs 2D1213, Laboration 2: Att lösa ordinära differentialekvationer med finita differensmetoden
Kurs 2D1213, Laboration 2: Att lösa ordinära differentialekvationer med finita differensmetoden Michael Hanke October 19, 2006 1 Beskrivning och mål Matematiska modeller i vetenskap och ingenjörsvetenskap
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 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 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 merLaboration 3. Funktioner, vektorer, integraler och felskattning
1 SF1520 VT2017 NA, KTH 16 januari 2017 Laboration 3 Funktioner, vektorer, integraler och felskattning Efter den här laborationen skall du kunna använda och skriva egna funktioner med flera in- och utparametrar,
Läs merLaboration 3. Funktioner, vektorer, integraler och felskattning
1 SF1520 K2 HT2014 NA 21 december 2015 Laboration 3 Funktioner, vektorer, integraler och felskattning Efter den här laborationen skall du kunna använda och skriva egna funktioner med flera in- och utparametrar,
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 merTAIU07 Matematiska beräkningar med Matlab
TAIU07 Matematiska beräkningar med Matlab Laboration 3. Linjär algebra Namn: Personnummer: Epost: Namn: Personnummer: Epost: Godkänd den: Sign: Retur: 1 Introduktion 2 En Komet Kometer rör sig enligt ellipsformade
Läs merLaboration 6. Ordinära differentialekvationer och glesa system
1 DN1212 VT2012 för T NADA 20 februari 2012 Laboration 6 Ordinära differentialekvationer och glesa system Efter den här laborationen skall du känna igen problemtyperna randvärdes- och begynnelsevärdesproblem
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 merIcke-linjära ekvationer
stefan@it.uu.se Eempel f ( ) = e + = 5 3 f ( ) = + + 5= f (, y) = cos( ) sin ( ) + y = Kan endast i undantagsfall lösas eakt Kan sakna lösning, ha en lösning, ett visst antal lösningar eller oändligt många
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 merFMNF15 HT18: Beräkningsprogrammering Numerisk Analys, Matematikcentrum
Johan Helsing, 11 oktober 2018 FMNF15 HT18: Beräkningsprogrammering Numerisk Analys, Matematikcentrum Inlämningsuppgift 3 Sista dag för inlämning: onsdag den 5 december. Syfte: att träna på att hitta lösningar
Läs merTentamen i Beräkningsvetenskap I (nya versionen), 5.0 hp, Del A
Uppsala universitet Institutionen för informationsteknologi Teknisk databehandling Tentamen i Beräkningsvetenskap I (nya versionen), 5.0 hp, 010-06-07 Skrivtid: 14 00 17 00 (OBS! Tre timmars skrivtid!)
Läs merLÖSNINGSFÖRSLAG TILL TENTAMEN 2 SF1664
LÖSNINGSFÖRSLAG TILL TENTAMEN 2 SF1664 Tillämpad envariabelanalys med numeriska metoder för CFATE1 den 1 mars 214 kl 8.-1. 1. Bestäm värdemängden till funktionen f(x) = 2 arctan x + ln (1 + x 2 ), där
Läs merDenna föreläsning. DN1212 Numeriska metoder och grundläggande programmering FN Differentialekvationer. Repetition av FN5 (GNM kap 6.
Denna föreläsning DN1212 Numeriska metoder och grundläggande programmering FN6 09-03-17 Hedvig Kjellström hedvig@csc.kth.se Repetition av FN5 (GNM kap 6.1-2B) Differentialekvationer Standardform för begynnelsevärdesproblem
Läs merLaboration 4. Numerisk behandling av integraler och begynnelsevärdesproblem
Lennart Edsberg NADA 3 april 007 D11, M1 Laboration 4 A Numerisk behandling av integraler och begynnelsevärdesproblem Denna laboration ger 1 bonuspoäng. Sista bonusdatum 7 april 007 Efter den här laborationen
Läs merLösningsanvisningar till de icke obligatoriska workoutuppgifterna
Lösningsanvisningar till de icke obligatoriska workoutuppgifterna Intro till vektorer, matriser och Gausselimination 8. Den euklidiska normen x = x 1 + x + x n och x 1 + x + ( ) x n = x 1 x x n 9. Vi ska
Läs merFacit Tentamen i Beräkningsvetenskap I (1TD393) STS ES W K1
Facit Tentamen i Beräkningsvetenskap I (1TD9) STS ES W K1 Utför överskådlig beräkning, och presentera svar på följande frågor. Det bifogade svarsarket måste användas, så lös först uppgifterna på ett kladdpapper,
Läs merTeknisk Beräkningsvetenskap I Tema 3: Styvhetsmodellering av mjuk mark med icke-linjära ekvationer
Teknisk Beräkningsvetenskap I Tema 3: Styvhetsmodellering av mjuk mark med icke-linjära ekvationer Eddie Wadbro 18 november, 2015 Eddie Wadbro, Tema 3: Icke-linjära ekvationer, 18 november, 2015 (1 : 37)
Läs merSammanfattninga av kursens block inför tentan
FÖRELÄSNING 14 Sammanfattninga av kursens block inför tentan BILD Vi har jobbat med numerisk metoder, datorprogram och tolkning av lösning. Numeriska metoder BILD olika områden: Linjära ekvationssytem,
Läs merFixpunktsiteration. Kapitel Fixpunktsekvation. 1. f(x) = x = g(x).
Kapitel 5 Fixpunktsiteration 5.1 Fixpunktsekvation En algebraisk ekvation kan skrivas på följande två ekvivalenta sätt (vilket innebär att lösningarna är desamma). 1. f(x) = 0. En lösning x kallas en rot
Läs merBeräkning av integraler
Beräkning av integraler a b f(x) dx = {ytan mellan kurvan och x-axeln från a till b} Många tekniska beräkningsproblem kan formuleras som integraler. En del integraler kan beräknas exakt men flertalet kan
Läs merDenna föreläsning. DN1212 Numeriska metoder och grundläggande programmering FN Runge-Kuttas metoder. Repetition av FN6 (GNM kap 6.
Denna föreläsning DN1212 Numeriska metoder och grundläggande programmering FN7 09-03-23 Hedvig Kjellström hedvig@csc.kth.se! Repetition av FN6 (GNM kap 6.1G-2G)! Runge-Kuttas metoder ökad noggrannhet!
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 merOrdinära differentialekvationer,
(ODE) Ordinära differentialekvationer, del 1 Beräkningsvetenskap II It is a truism that nothing is permanent except change. - George F. Simmons ODE:er är modeller som beskriver förändring, ofta i tiden
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 merNumeriska metoder för ODE: Teori
Numeriska metoder för ODE: Teori Målen för föreläsningen Stabilitet vid diskretisering av ODE med numeriska metoder Definition: Den analytiska lösningen till en ODE är begränsad. En numerisk metod för
Läs merFYSIKENS MATEMATISKA METODER
FYSIKENS MATEMATISKA METODER TREDJE UPPLAGAN TORBJÖRN ERIKSON HENRIK CHRISTIANSSON ERIK LINDAHL JOHAN LINDE LARS SANDBERG MATS WALLIN mfl Boken är typsatt i L A TEX med 11pt Times Printed in Sweden by
Läs merOmtentamen i DV & TDV
Umeå Universitet Institutionen för Datavetenskap Gunilla Wikström (e-post wikstrom) Omtentamen i Teknisk-Vetenskapliga Beräkningar för DV & TDV Tentamensdatum: 2005-06-07 Skrivtid: 9-15 Hjälpmedel: inga
Läs merInterpolation. 8 december 2014 Sida 1 / 20
TANA09 Föreläsning 7 Interpolation Interpolationsproblemet. Introduktion. Polynominterpolation. Felanalys. Runges fenomen. Tillämpning. LED display. Splinefunktioner. Spline Interpolation. Ändpunktsvillkor.
Läs merLaboration 4. Numerisk behandling av integraler och begynnelsevärdesproblem
Lennart Edsberg NADA 9 mars 6 D11, M1 Laboration 4 A Numerisk behandling av integraler och begynnelsevärdesproblem Denna laboration ger 1 bonuspoäng. Sista bonusdatum 5 april 6 Efter den här laborationen
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 merOrdinära differentialekvationer,
Sammanfattning metoder Ordinära differentialekvationer, del 2 Beräkningsvetenskap II n Eulers metod (Euler framåt, explicit Euler): y i+1 = y i + h i f (t i, y i ) n Euler bakåt (implicit Euler): y i+1
Läs merFlervariabelanalys och Matlab Kapitel 3
Flervariabelanalys och Matlab Kapitel 3 Thomas Wernstål Matematiska Vetenskaper 28 september 2012 3 Multipelintegraler 3.1 ubbelintegraler I detta kapitel skall vi studera olika sätt på vilket man kan
Läs mermed tillgång till värden på f: vi anser att vi kan evaluera f för alla x i (a,b) och använder kvadraturformler av typen n
F HT BE & Page of 6 PP C 5 pp 7 ff Integraler Uppgiften är att beräkna b I f ( ) d a med tillgång till värden på f: vi anser att vi kan evaluera f för alla i (a,b) o använder kvadraturformler av typen
Läs mer6. Temperaturen u(x) i positionen x av en stav uppfyller värmeledningsekvationen. u (x) + u(x) = f(x), 0 x 2, u(0) = 0 u(2) = 1,
Institutionen för Matematik, KTH Tentamen del 2 Analytiska och numeriska metoder för differentialekvationer SF1523 8.-11. 18/8 217 Formelsamlingen BETA är tillåtet hjälpmedel men ej miniräknare. Råd för
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 merKapitel 1. Numeriska metoder
Kapitel 1. Numeriska metoder Detta är andra delen av kursen i vetenskapliga beräkningar, där vi till en början kommer att bekanta oss med endel numeriska metoder, som inte ingick i den första delen. Beräkningarna
Läs merCHALMERS Finit Elementmetod M3 Institutionen för tillämpad mekanik. Teorifrågor
Teorifrågor : Visa att gradienten till en funktion pekar i den riktning derivatan är störst och att riktingen ortogonalt mot gradienten är tangent till funktionens nivåkurva. Visa hur derivatan i godtycklig
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 merEgenvärdesproblem för matriser och differentialekvationer
CTH/GU STUDIO 7 TMV36b - 14/15 Matematiska vetenskaper 1 Inledning Egenvärdesproblem för matriser och differentialekvationer Vi skall se lite på egenvärdesproblem för matriser och differentialekvationer.
Läs merTentamen i Beräkningsvetenskap I, DV, 5.0 hp, OBS: Kurskod 1TD394
Uppsala universitet Institutionen för informationsteknologi Teknisk databehandling Tentamen i Beräkningsvetenskap I, DV, 5.0 hp, 2011-03-08 OBS: Kurskod 1TD394 Skrivtid: 08 00 11 00 (OBS! Tre timmars skrivtid!)
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 merFlervariabelanlys och Matlab Kapitel 3
Flervariabelanlys och Matlab Kapitel 3 Thomas Wernstål Carl-Henrik Fant Matematiska Vetenskaper 17 september 2009 1 3 Multipelntegraler 3.1 ubbelintegraler Exempel. Vi skall beräkna dubbelintegralen (y
Läs merALA-a Innehåll RÄKNEÖVNING VECKA 7. 1 Lite teori Kapitel Kapitel Kapitel Kapitel 14...
ALA-a 2005 Innehåll 1 Lite teori 3 RÄKNEÖVNING VECKA 7 1.1 Kapitel 7....................................... 3 1.2 Kapitel 12....................................... 3 1.3 Kapitel 13.......................................
Läs merSF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen
SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen 216-6-1 1. Derivera nedanstående funktioner med avseende på x och ange för vilka x derivatan existerar. Endast svar krävs. A. f(x) = arctan 1 x B.
Läs merTvå gränsfall en fallstudie
19 november 2014 FYTA11 Datoruppgift 6 Två gränsfall en fallstudie Handledare: Christian Bierlich Email: christian.bierlich@thep.lu.se Redovisning av övningsuppgifter före angiven deadline. 1 Introduktion
Läs mer2D1210, Numeriska Metoder, GK I för V 2.
Kursöversikt Numme för V, 2003. 1 Beatrice Frock NADA, KTH 030612 ANADA 2D1210, Numeriska Metoder, GK I för V 2. Kursprogram. Läsanvisningar. Om WWW: I World Wide Web på Internet finns aktuell information
Läs merMMA132: Laboration 2 Matriser i MATLAB
MMA132: Laboration 2 Matriser i MATLAB Introduktion I den här labben skall vi lära oss hur man använder matriser och vektorer i MATLAB. Det är rekommerad att du ser till att ha laborationshandledningen
Läs merSF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A
SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen 214-1-24 DEL A 1. Låt f(x) = e x sin x. A. Bestäm alla kritiska (stationära) punkter till funktionen f. B. Avgör vilka av de kritiska punkterna som
Läs merNumerisk lösning till den tidsberoende Schrödingerekvationen.
Numerisk lösning till den tidsberoende Schrödingerekvationen. Det är enbart i de enklaste fallen t ex när potentialen är sträckvis konstant som vi kan lösa Schrödingerekvationen analytiskt. I andra fall
Läs merSF1664 Tillämpad envariabelanalys med numeriska metoder Lösningsförslag till tentamen DEL A
SF1664 Tillämpad envariabelanalys med numeriska metoder Lösningsförslag till tentamen 015-01-1 DEL A 1. Låt f(x) = xe 1/x. A. Bestäm definitionsmängden till f. B. Beräkna de fyra gränsvärdena lim x ± f(x)
Läs merLösningar tentamen i kurs 2D1210,
Lösningar tentamen i kurs 2D1210, 2003-04-26 1. Noggrannhetsordning p innebär att felet går mot noll minst så snabbt som h p då h 0. Taylorurveckling: y(x + h) =y(x)+hy (x)+ h2 2 y (x)+ h3 6 y (x)+...
Läs mer9.3. Egenvärdesproblem
9.3. Egenvärdesproblem Problem som innehåller en parameter men endast kan lösas för speciella värden av denna parameter kallas egenvärdesproblem. Vi skall här nöja oss med ett exempel på ett dylikt problem.
Läs merFacit Tentamen i Beräkningsvetenskap I, STS ES W K1
Facit Tentamen i Beräkningsvetenskap I, STS ES W K1 Viktig information om övningstentamen Betygsgränserna är endast preliminära. Del B och del C behöver inte beröra samma problem som inlämningsuppgifterna.
Läs merTentamen i Beräkningsvetenskap II, 5.0 hp,
Uppsala universitet Institutionen för informationsteknologi Teknisk databehandling Per Wahlund, tel. 471 2986 Tentamen i Beräkningsvetenskap II, 5.0 hp, 2012-01-11 Skrivtid: 14 00 17 00 (OBS! Tre timmars
Läs merProjekt Finit Element-lösare
Projekt Finit Element-lösare Emil Johansson, Simon Pedersen, Janni Sundén 29 september 2 Chalmers Tekniska Högskola Institutionen för Matematik TMA682 Tillämpad Matematik Inledning Många naturliga fenomen
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 merNumerisk Analys, MMG410. Lecture 10. 1/17
Numerisk Analys, MMG410. Lecture 10. 1/17 Ickelinjära ekvationer (Konvergensordning) Hur skall vi karakterisera de olika konvergenshastigheterna för halvering, sekant och Newton? Om f(x x k+1 x ) = 0 och
Läs merTANA17 Matematiska beräkningar med Matlab
TANA17 Matematiska beräkningar med Matlab Laboration 1. Linjär Algebra och Avbildningar Namn: Personnummer: Epost: Namn: Personnummer: Epost: Godkänd den: Sign: Retur: 1 Introduktion I denna övning skall
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, 2015-12-17 Skrivtid: 14 00 17 00 (OBS! Tre timmars skrivtid!)
Läs merFacit Tentamen i Beräkningsvetenskap I, STS ES W K1
Facit Tentamen i Beräkningsvetenskap I, STS ES W K1 Viktig information om övningstentamen Betygsgränserna är endast preliminära. Del B och del C behöver inte beröra samma problem som inlämningsuppgifterna.
Läs merSF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A
SF165 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen 15-4-7 DEL A 1. Låt f(x) = arcsin x + 1 x. A. Bestäm definitionsmängden till funktionen f. B. Bestäm funktionens största och minsta värde. (Om du har
Läs merNumeriska metoder för fysiker Lördag , kl 10-14
FyL, Num met för fysiker, NADA, KTH/SU, Ninni Carlsund 8--9 Numeriska metoder för fysiker Lördag 8--9, kl -4 Skrivtid 4 tim Maximal poäng 35 + bonuspoäng från årets laborationer (max 4p) Betygsgänser:
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 merLinjärisering och Newtons metod
CTH/GU STUDIO 5 TMV36a - 214/215 Matematiska vetenskaper 1 Inledning Linjärisering och Newtons metod Vi skall fortsätta med att lösa ekvationer. I förra studioövningen såg vi på intervallhalveringsmetoden.
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 mer2D1240 Numeriska metoder gk2 för F2 Integraler, ekvationssystem, differentialekvationer
18 Bengt Lindberg LABORATION 2 4127 2D124 Numeriska metoder gk2 för F2 Integraler, ekvationssystem, differentialekvationer Sista bonusdag, se kursplanen. Kom väl förberedd och med ordnade papper till redovisningen.
Läs merFöreläsning 1. Numeriska metoder grundkurs II, DN1240. Carina Edlund Mottagningstid i rum 4516: onsdagar kl.
Föreläsning 1 Numeriska metoder grundkurs II, DN1240 Carina Edlund carina@nada.kth.se Mottagningstid i rum 4516: onsdagar kl. 13-15 Kurshemsida: http://www.csc.kth.se/utbildning/kth/kurser/dn1240/numi09/
Läs merTeknisk beräkningsvetenskap I 5DV154
Institutionen för datavetenskap Umeå universitet 18 december 15 Teknisk beräkningsvetenskap I 5DV154 Deltentamen inkusive svar Tid: 9. 13. Hjälpmedel: Matlab. Maximalt antal poäng: 1 5 poäng är tillräckligt
Läs merTentamen del 2 SF1511, , kl , Numeriska metoder och grundläggande programmering
KTH Matemati Tentamen del 2 SF1511, 2017-03-16, l 800-1100, Numerisa metoder och grundläggande programmering Del 2, Max 50p + bonuspoäng (max 4p) Inga hjälpmedel Rättas endast om del 1 är godänd Betygsgränser
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 merSF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A
SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen 215-1-27 DEL A 4 1. Betrakta funktionen f som ges av f(x) = 1 + x + (x 2). 2 A. Bestäm definitionsmängden till f. B. Bestäm alla intervall där f är
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 merTentamen i Beräkningsvetenskap II, 5.0 hp,
Uppsala universitet Institutionen för informationsteknologi Teknisk databehandling Per Wahlund, tel. 471 2986 Tentamen i Beräkningsvetenskap II, 5.0 hp, 2013-06-07 Skrivtid: 14 00 17 00 (OBS! Tre timmars
Läs merNumeriska metoder, grundkurs II. Dagens program. Gyllenesnittminimering, exempel Gyllenesnittetminimering. Övningsgrupp 1
Numeriska metoder, grundkurs II Övning 5 för I Dagens program Övningsgrupp 1 Johannes Hjorth hjorth@nada.kth.se Rum :006, Roslagstullsbacken 5 08-790 69 00 Kurshemsida: http://www.csc.kth.se/utbildning/kth/kurser/d0/numi07
Läs merLaboration 3. Ergodicitet, symplektiska scheman och Monte Carlo-integration
Laboration 3 Ergodicitet, symplektiska scheman och Monte Carlo-integration Hela labben måste vara redovisad och godkänd senast 3 januari för att generera bonuspoäng till tentan. Kom väl förberedd och med
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 mer