FYSIKENS MATEMATISKA METODER
|
|
- Ebba Berg
- för 5 år sedan
- Visningar:
Transkript
1 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 Universitetsservice US AB, Stockolm Webbadress: wwwus-abcom Copyrigt c 1996, 1997, 2001 Teoretisk fysik, KTH ISBN X
2 Kapitel 8 Numeriska metoder To err is uman, but to really mess tings up you need a computer Hittills ar vi studerat olika analytiska metoder för att lösa linjära partiella differentialekvationer Vi ar löst relativt enkla problem där ekvationer oc randvillkor varit anpassade för de metoder vi aft till vårt förfogande Tyvärr är detta ofta inte fallet för problem ute i den sk verkligeten, utan det är vanligt både med ickelinjära ekvationer oc komplicerade ränder Om man inte vill göra mycket kraftiga förenklingar av modellen måste man då använda approximativa, främst numeriska lösningsmetoder Under de senaste tjugo åren ar enorma framsteg gjorts när det gäller numeriska metoder för partiella differentialekvationer Tack vare den snabba utvecklingen av datorer oc nya bättre algoritmer ar komplicerade problem inom strömningsmekanik, elasticitets- oc potentialteori blivit möjliga att studera Det första steget i en numerisk lösning är att vi måste föra över problemet till en diskret form, dvs representera funktionen med ett ändligt antal parametrar Vi ska beandla två olika sätt att göra detta Enklast är kanske att välja funktionens värden i ett antal punkter oc ersätta derivator med differenser; sådana metoder kallas finita differensmetoder (FDM) Alternativt kan vi tänka på kapitel 4 oc välja ett ändligt antal basfunktioner, vars koeffecienter vi varierar för att få en bra lösning Detta är grunden för finita elementmetoder (FEM) 229
3 230 Kapitel 8 Numeriska metoder 81 Finita differensmetoder (FDM) 811 Grundläggande idéer Finita differensmetoden går ut på att punktvis ersätta derivatorna i ekvationerna med differensapproximationer Vi börjar därför med att ta fram sådana approximationer till derivator Låt u = u(x,y) vara en analytisk funktion av två variabler, x oc y, i ett område Ω av xy-planet Eftersom u(x, y) är analytisk kan funktionen utvecklas i en taylorserie med avseende på variabeln x, vilket kan göras på två sätt u(x +, y) = u(x, y) = u(x, y) + u x (x, y) + u xx (x, y) 2 2! + u xxx(x, y) 3 3! + O(4 ) (81) u(x, y) u x (x, y) + u xx (x, y) 2 2! u xxx(x, y) 3 3! + O(4 ), (82) Vi får då följande uttryck på den partiella derivatan med avseende på x med jälp av (81) u(x +,y) u(x,y) u x (x,y) Detta kallas för framåtapproximation av derivatan På samma sätt finner man med jälp av (82) u(x,y) u(x,y) u x (x,y), vilket kallas för bakåtapproximation av derivatan Om vi adderar (81) oc (82) får vi andraderivatan med avseende påx u xx (x,y) 1 ) (u(x 2 +,y) 2u(x,y) + u(x,y) På samma sätt kan vi utveckla partiella derivator med avseende på y, tex u yy (x,y) 1 ) (u(x,y k 2 + k) 2u(x,y) + u(x,y k) Man diskretiserar området Ω i xy-planet genom att dela upp det i små delområden Ω ij enligt { xj = x 0 + j där j = 0,1,2,,N y i = y 0 + ik där i = 0,1,2,,M Arean av Ω ij är k Detta rutnät, vars skärningspunkter kallas noder, ersätter nu Ω
4 81 Finita differensmetoder (FDM) 231 y Mk k (0,0) N x Figur 81: Rutnät över Ω där ofylld cirkel motsvarar en inre nod, medan en fylld cirkel är en del av randen till området 812 Randvärdesproblem Vi börjar med att beandla tidsoberoende funktioner som tex lyder Laplaces eller Poissons ekvation i ett område av xy-planet, samt uppfyller givna randvillkor PDE u(x,y) = u xx (x,y) + u yy (x,y) = F(x,y) (83) Vi approximerar vår differentialekvation med motsvarande differensekvation, vilket med variablerna x oc y samt = k ger 1 ( ) 2 u(x+, y)+u(x, y+)+u(x, y)+u(x, y ) 4u(x, y) = F(x, y) (84) För att förenkla skrivsättet inför vi konventionen 1 Alltså får (84) utseendet u(x,y) = u i,j, u(x,y + ) = u i+1,j, u(x,y ) = u i 1,j, u(x +,y) = u i,j+1, u(x,y) = u i,j 1 1 OBS! Vi ar valt index så att i motsvarar radnumret oc j kolumnnumret i den matris som uppstår
5 232 Kapitel 8 Numeriska metoder y Mk k u i,j (0,0) N x Figur 82: Randvärdesproblem där vi ar uttryckt u i,j i de närliggande nodernas värden 1 2(u i,j+1 + u i+1,j + u i,j 1 + u i 1,j 4u i,j ) = F i,j (85) Vi löser ut värdet i noden (i, j) uttryckt i de närliggande nodernas värden u i,j = 1 4 (u i,j+1 + u i+1,j + u i,j 1 + u i 1,j ) 2 4 F i,j (86) Noder som ligger på randen sätts lika med de givna randvillkoren För att lösa denna differensekvation kan man tex använda Liebmanns metod: Vi börjar med att gissa ett initialvärde för de inre noderna, vanligtvis genom att sätta dem lika med medelvärdet av alla randvillkor Sedan itererar vi över alla inre noder genom att ersätta det gamla nodvärdet med värdet enligt (86), tills vi ar kommit tillräckligt nära konvergens Vi räknar igenom ett exempel: Exempel 81 { 0 < x < 1 PDE u xx + u yy = 0, där 0 < y < 1 RV u(x, 0) = sin πx, u(x, 1) = 0, u(0, y) = 0, u(1, y) = 0
6 81 Finita differensmetoder (FDM) 233 Lösning: (analytisk) Med produktansatsen u(x, y) = X(x)Y (y) samt separationskonstanten λ = k 2 får vi på den senare villkoretk n = nπ Detta ger u n (x, y) = X n (x)y n (y) = c n sin nπx(sin nπy tannπ cosnπy) Vi superponerar u n (x, y) för att göra en anpassning till det första randvillkoret, u(x, 0) = sin πx Detta resulterar i lösningen ( u(x, y) = sin πx cosπy sinπy ) tanπ Lösning: (numerisk) Om vi diskretiserar så att vi får fyra inre noder, dvs = 1 3, får vi enligt (85) fyra ekvationer att lösa 4u sin(π/3) + u 12 + u 21 = 0, 4u 12 + u 11 + sin(2π/3) u 22 = 0, 4u u 11 + u = 0, 4u 22 + u 21 + u = 0 Vi väljer en iterationsmetod för att bestämma lösningen till ovanstående ekvationssystem, tex Liebmanns metod Vi väljer initialvärdet noll för alla inre noder oc använder sedan (86) för att iterera fram vår lösning enligt nedanstående tabell steg u 11 u 12 u 21 u ,2165 0, ,2706 0,2706 0,0541 0, ,2977 0,2977 0,0812 0, ,3247 0,3247 0,1082 0,1082 analytiskt 0,2999 0,2999 0,0937 0,0937 Värdena för den exakta analytiska lösningen i våra nodpunkter är givna sist, under strecket i tabellen Lägg märke till att det är först i steg 14 som beräkningarna ar konvergerat i fjärde decimalen Att resultatet där inte särskilt väl stämmer överens med den analytiska lösningen beror på att vi ar använt en väldigt grov indelning av kvadraten (Det goda resultatet efter fyra iterationer är en ren slump) Lösningens utseende ges i figur 83 Om man väljer ett svårare randvillkor är det en bra oc enkel övning att med Maple V undersöka ur många termer som beövs i den analytiska lösningen för att uppnå samma noggrannet som i den numeriska
7 234 Kapitel 8 Numeriska metoder Figur 83: (a): Analytisk lösning i xy-planet (b): Analytisk lösning för y = 1 3 samt jämförelse med den numeriska lösningen (den streckade linjen), där vi sammanbundit noderna Vi kan också skriva ekvationssystemet i exempel 81 i matrisform Au = b: u 11 u 12 u 21 u 22 = sin(π/3) sin(2π/3) 0 0 Om vi minskar intervallängden, dvs vi ökar antalet inre noder, kommer antalet ekvationer i ekvationssystemet att öka I allmänet är antalet ekvationer lika med antalet inre noder Att lösa sådana stora matrissystem är vanligtvis besvärligt, men eftersom differensekvationen (86) endast innefattar de fyra närliggande noderna blir A en tridiagonalmatris med fransar, dvs den inneåller många nollelement Iterativa metoder som är användbara för dessa glesa system är bla Jacobis oc Gauss-Seidels metoder Exempel 81 är ett diricletproblem Om randvillkoren istället var givna som neumannvillkor måste dessa derivator på randen också ersättas med differensapproximationer 813 Begynnelsevärdesproblem Om vi till skillnad från avsnitt 812 vill beandla problem med tidsutveckling, dvs vi ar variablerna x oc t, får vi ett begynnelsevärdesproblem Till skillnad från randvärdesproblem där vi finner en approximativ lösning genom att iterera måste vi ta änsyn till att tidsutvecklingen går i en specifik riktning framåt Vi
TMA226 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,
Teorifrågor. 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
Föreläsning 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
Egenvärdesproblem 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.
Kurs DN1215, Laboration 3 (Del 1): Randvärdesproblem för ordinära differentialekvationer
Kurs DN1215, Laboration 3 (Del 1): Randvärdesproblem för ordinära differentialekvationer Michael Hanke, Johan Karlander 2 april 2008 1 Beskrivning och mål Matematiska modeller inom vetenskap och teknik
Del 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
Vetenskapliga beräkningar III 139
Vetenskapliga beräkningar III 139 Kapitel 9. Partiella differentialekvationer. Partiella differentialekvationer är mycket vanliga i den tillämpade fysiken. De bäst kända tillämpningarna är måhända numeriska
Konvergens 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
Kapitel 9. Partiella differentialekvationer
Kapitel 9. Partiella differentialekvationer Partiella differentialekvationer är mycket vanliga i den tillämpade fysiken. De bäst kända tillämpningarna är måhända numeriska väderförutsägelser, varvid förändringarna
= e 2x. Integrering ger ye 2x = e 2x /2 + C, vilket kan skrivas y = 1/2 + Ce 2x. Här är C en godtycklig konstant.
Lösningsförslag till Tentamen, SF1633, Differentialekvationer I den 19 december 216 kl 8: - 13: För godkänt (betyg E krävs tre godkända moduler från del I Varje moduluppgift består av tre frågor För att
CHALMERS 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
Numerisk 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
Projekt 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
Matematisk 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
DOP-matematik Copyright Tord Persson. Gränsvärden. Uppgift nr 10 Förenkla bråket h (5 + h) h. Uppgift nr 11 Förenkla bråket 8h + h² h
DOP-matematik Copyrigt Tord Persson Gränsvärden Uppgift nr 1 f(x) x². Gör denna värdetabell komplett genom att i tur oc ordning ersätta x i funktionen med de olika talen / uttrycken i tabellen. Första
Tentamen, 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
9.3. 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.
SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A. 1. En svängningsrörelse beskrivs av
SF166 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen 13-3-1 DEL A 1. En svängningsrörelse beskrivs av ( πx ) u(x, t) = A cos λ πft där amplituden A, våglängden λ och frekvensen f är givna konstanter.
Uppsala Universitet Matematiska Institutionen Bo Styf. Sammanfattning av föreläsningarna 11-14, 16/11-28/
Uppsala Universitet Matematiska Institutionen Bo Styf Transformmetoder, 5 hp gy, IT, W, X 2011-10-26 Sammanfattning av föreläsningarna 11-14, 16/11-28/11 2012. Här lär vi oss använda transformer för att
FMNF15 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
FEM1: Randvärdesproblem och finita elementmetoden i en variabel.
MVE255/TMV191 Matematisk analys i flera variabler M/TD FEM1: Randvärdesproblem och finita elementmetoden i en variabel. 1 Inledning Vi ska lösa partiella differentialekvationer PDE, dvs ekvationer som
Optimering, 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
Tentamen 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
Föreläsningen 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.
Akademin 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:
Sammanfattning (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,
Interpolation Modellfunktioner som satisfierar givna punkter
Interpolation Modellfunktioner som satisfierar givna punkter Några tillämpningar Animering rörelser, t.ex. i tecknad film Bilder färger resizing Grafik Diskret representation -> kontinuerlig 2 Interpolation
Tentamen 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
Denna 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!
Teknisk 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)
Tentamen, 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
Akademin för utbildning, kultur och kommunikation MMA132 Numeriska Metoder Avdelningen för tillämpad matematik Datum: 13 jan 2014
MÄLARDALENS HÖGSKOLA TENTAMEN I MATEMATIK Akademin för utbildning, kultur och kommunikation MMA132 Numeriska Metoder Avdelningen för tillämpad matematik Datum: 13 jan 2014 Examinator: Karl Lundengård Skrivtid:
TENTAMEN 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
6. 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
SF1544 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
Numeriska 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
Laboration 1 i SF1544: Öva på Matlab och konstruera en optimal balk Avsikten med denna laboration är att:
Laboration 1 i SF1544: Öva på Matlab och konstruera en optimal balk Avsikten med denna laboration är att: - snabbt komma igång med träning på matlabprogrammering (uttnyttja gärna alla schemalagda laborationstillfällen,
20 Gamla tentamensuppgifter
20 Gamla tentamensuppgifter 20.1 Lätta avdelningen Övning 20.1 Beräkna f 0 ( 3) för f(x) = 3x2 2x + 1 med jälp av derivatans definition. Lösning: Här är det allmänna uttrycket för derivatans definition
Projekt om Finita Elementmetoden i kursen PDE F, TMA690, HT 2012
Projekt om Finita Elementmetoden i kursen PDE F, TMA690, HT 2012 Hermann Douanla, Fredrik Lindgren, Matteo Molteni 6 november 2012 Innehåll 1 Syfte och mål 2 2 Generella riktlinjer 2 3 Projekt 3 3.1 Värmeledning
Lösningsskiss för tentamen Vektorfält och klassisk fysik (FFM232)
Lösningsskiss för tentamen Vektorfält och klassisk fysik (FFM232) Tid och plats: Lösningsskiss: Tisdagen den 20 december 2016 klockan 0830-1230 i M-huset Christian Forssén Detta är enbart en skiss av den
OH till Föreläsning 14, Numme I2, God programmeringsteknik
OH till Föreläsning 4, Numme I2, 722 Hela boken & hela kursen! God programmeringsteknik Tänk efter före: - Definiera problemet (VAD skall göras? - Bestäm algoritm (och lagrings-struktur - Dela upp i små
TENTAMEN I LINJÄR ALGEBRA OCH NUMERISK ANALYS F1, TMA671
Institutionen för Matematik LINJÄR ALGEBRA OCH NUMERISK ANALYS F Göteborg --9 TENTAMEN I LINJÄR ALGEBRA OCH NUMERISK ANALYS F, TMA67 OBS! NYA KURSEN DAG: Tisdag 9 januari TID: 8.45 -.45 SAL: V Ansvarig:
Omtentamen 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
SF1626 Flervariabelanalys
1 / 19 SF1626 Flervariabelanalys Föreläsning 1 Henrik Shahgholian Vid Institutionen för matematik, KTH VT 218, Period 3 2 / 19 SF1626 Flervariabelanalys agens Lektion ubbelintegraler: Avsnitt 14.1-14.2
a = 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
Denna 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
5B1134 Matematik och modeller Lösningsförslag till tentamen den 12 januari 2005
KTH Matematik B Matematik modeller Lösningsförslag till tentamen den januari. a) I en triangel är två av sidlängderna 7 respektive 8 längdeneter vinkeln mellan dessa sidor är. Bestäm den tredje sidans
OH 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
u(x) + xv(x) = 0 2u(x) + 3xv(x) = sin(x) xxx egentliga uppgifter xxx 1. Sök alla lösningar till den homogena differentialekvationen
Differentialekvationer I Modellsvar till räkneövning 6 Den frivilliga uppgiften U1 påminner om nyttiga kunskaper, och räknas inte för extrapoäng (fråga vid behov). U1. Lös funktionerna u(x) och v(x) från
Numerisk 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
1. Beräkna volymen av det område som begränsas av paraboloiden z = 4 x 2 y 2 och xy-planet. Lösning: Volymen erhålles som V = dxdydz.
Lösningsförslag till tentamensskrivning i Matematik IV, F636(5B0,5B30). Tisdagen den januari 0, kl 400-900. Hjälpmedel: BETA, Mathematics Handbook. Redovisa lösningarna på ett sådant sätt att beräkningar
Laboration 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
Rapportexempel, Datorer och datoranvändning
LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA Datorer och datoranvändning Institutionen för datavetenskap 2014/1 Rapportexempel, Datorer och datoranvändning På de följande sidorna finns en (fingerad) laborationsrapport som
Lösningsförslag till skrivningen i Vektorgeometri (MAA702) måndagen den 30 maj 2005
VÄXJÖ UNIVERSITET Matematiska och systemtekniska institutionen Per-Anders Svensson Lösningsförslag till skrivningen i Vektorgeometri (MAA702) måndagen den 30 maj 2005 Uppgift. Bestäm samtliga vektorer
Tentamen 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
8 + h. lim 8 + h = 8
Nu ar vi kretsat kring oc förberett oss på begreppet derivata i två föreläsningar. Nu är tiden inne! Men innan dess ska vi diskutera gränsvärde, ett annat begrepp. Om vi ar uttrycket 8 + oc låter gå mot
Gripenberg. Mat Grundkurs i matematik 1 Tentamen och mellanförhörsomtagning,
Mat-. Grundkurs i matematik Tentamen och mellanförhörsomtagning,..23 Skriv ditt namn, nummer och övriga uppgifter på varje papper! Räknare eller tabeller får inte användas i detta prov! Gripenberg. Skriv
, x > 0. = sinx. Integrera map x : x 3 y = cosx + C. 1 cosx x 3. = kn där k är. k = 1 22 ln 1 2 = 1 22 ln2, N(t) = N 0 e t. 2 t 32 N 1.
Lösningsförslag till tentamensskrivning i Diff & Trans I, 5B Lördagen den januari, kl 9-4 Hjälpmedel: BETA, Mathematics Handbook Redovisa lösningarna på ett sådant sätt att beräkningar och resonemang är
5B1146 med Matlab. Laborationsr. Laborationsgrupp: Sebastian Johnson Erik Lundberg, Ann-Sofi Åhn ( endst tal1-3
1 Revision 4 2006-12-16 2. SIDFÖRTECKNING 5B1146 med Matlab Laborationsr Laborationsgrupp: Sebastian Johnson, Ann-Sofi Åhn ( endst tal1-3 Titel Sida 1. Uppgift 1.8.1....3 2. Uppgift 1.8.2....6 3. Uppgift
7 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,
Lösningar/svar till tentamen i MTM060 Kontinuumsmekanik Datum:
Lösningar/svar till tentamen i MTM060 Kontinuumsmekanik Datum: 004-08- Observera Om tentamensuppgiften är densamma som på den nya kursen MTM3 är uppgiften löst med den metod som är vanligast i denna kurs.
Tentamen del 2 SF1511, , kl , Numeriska metoder och grundläggande programmering
KTH Matematik Tentamen del 2 SF1511, 2018-03-16, kl 8.00-11.00, Numeriska metoder och grundläggande programmering Del 2, Max 50p + bonuspoäng (max 4p). Rättas ast om del 1 är godkänd. Betygsgränser inkl
Partiella differentialekvationer och randvärdesproblem Separabla PDE Klassiska ekvationer och randvärdesproblem
Partiella differentialekvationer och randvärdesroblem. 12.1. Searabla PDE 12.2. Klassiska ekvationer och randvärdesroblem. 12.3. Värmeledningsekvationen. 12.4. Vågekvationen. 12.5. alace ekvation. Variabelsearation.
Linjärisering, 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
SF1669 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.
f(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
Omtentamen 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
Lösningsförslag 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
Numeriska 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
Fel- 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
Matematisk statistik 9 hp Föreläsning 6: Linjärkombinationer
Matematisk statistik 9 hp Föreläsning 6: Linjärkombinationer Anna Lindgren 27+28 september 2016 Anna Lindgren anna@maths.lth.se FMS012/MASB03 F6: linjärkombinationer 1/21 sum/max/min V.v./var Summa av
reella tal x i, x + y = 2 2x + z = 3. Här har vi tre okända x, y och z, och vi ger dessa okända den naturliga
. Lösningsmängden till homogena ekvationssystem I denna första föreläsning börjar vi med att repetera det grunnläggande begreppet inom linjär algebran. Linjär algebra är studiet av lösningsmängden till
1. Använd Laplacetransformen för att lösa differentialekvationen (5p) y (t) + 3y (t) + 2y(t) = 1, t > 0 y(0) = 1, y (0) = 1
Matematik Calmer Tentamen i TMA68/TMA68 Tillämpad matematik K/Bt, 7 8 7, kl 4:-8: Telefon: Olof Gielon, -77 55 Hjälpmedel: Endat tabell på bakidan av teen. Kalkylator ej tillåten. Betyggräner, : -7p, 4:
Inledande matematik M+TD
Introduktionsföreläsning p. 1/13 Introduktionsföreläsning Inledande matematik M+TD Stig Larsson http://www.math.chalmers.se/ stig Matematiska vetenskaper Chalmers tekniska högskola Göteborgs universitet
SF1625 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
Tentamen i Analys B för KB/TB (TATA09/TEN1) kl 14 19
LINKÖPINGS UNIVERSITET Matematiska Institutionen Joakim Arnlind Tentamen i Analys B för KB/TB (TATA9/TEN) 23-8-22 kl 4 9 Inga hjälpmedel är tillåtna. Varje uppgift kan ge maximalt 3 poäng. Betygsgränser:
Numeriska 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:
FFM234, Datoruppgift 2: Värmeledning
FFM234, Datoruppgift 2: Värmeledning Christian Forssén 1 Ulf Torkelsson 2 1 Institutionen för fysik, Chalmers, Göteborg, Sverige, Email: christian.forssen@chalmers.se 2 Astrofysik, Chalmers och Göteborgs
2x ex dx. 0 = ln3 e
Institutionen för Matematik Lösningsförslag till tentamen i SF627, Matematik för ekonomer, del 2, 6 hp. 26..7. Räkna inte denna uppgift om du är godkänd på lappskrivning 3 Visa att funktionen f (x) = x
Lösningar till SF1861/SF1851 Optimeringslära, 24/5 2013
Lösningar till SF86/SF85 Optimeringslära, 4/5 03 Uppgift (a) Inför de 3 variablerna x ij = kvantitet (i sorten ton) som fabrik nr i åläggs att tillverka av produkt nr j, samt t = tiden (i sorten timmar)
= = 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
Denna föreläsning. DN1212 Numeriska metoder och grundläggande programmering FN Standardform för randvärdesproblem
Denna föreläsning DN1212 Numeriska metoder och grundläggande programmering FN8 09-03-30 Hedvig Kjellström hedvig@csc.kth.se! Repetition av FN7 (GNM kap 4, 6.3)! Bandmatrismetoden/Finita differensmetoden!
Institutionen för Matematik TENTAMEN I LINJÄR ALGEBRA OCH NUMERISK ANALYS F1, TMA DAG: Fredag 30 augusti 2002 TID:
Institutionen för Matematik Göteborg TENTAMEN I LINJÄR ALGEBRA OCH NUMERISK ANALYS F, TMA67 22-8-3 DAG: Fredag 3 augusti 22 TID: 8.45-2.45 SAL: V Ansvarig: Ivar Gustafsson, tel: 772 94 (ankn. 94) Förfrågningar:
Sekantmetoden 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),
Föreläsning 5, Matematisk statistik 7.5hp för E Linjärkombinationer
Föreläsning 5, Matematisk statistik 7.5hp för E Linjärkombinationer Stas Volkov Stanislav Volkov s.volkov@maths.lth.se FMSF20 F5: linjärkombinationer 1/20 sum/max/min V.v./var Summa av två oberoende, Z
SF1545 Laboration 1 (2015): Optimalt sparande
Avsikten med denna laboration är att: SF1545 Laboration 1 (215: Optimalt sparande - snabbt komma igång med träning på matlabprogrammering (uttnyttja gärna alla schemalagda laborationstillfällen, - lösa
Matlab övningsuppgifter
CTH/GU TMA976-28/29 Matematiska vetenskaper Matlab övningsuppgifter Inledning Vi skall först se hur man beräknar numeriska lösningar till differentialekvationer. Därefter skall vi rita motsvarigheten till
Användarmanual till Maple
Användarmanual till Maple Oktober, 006. Ulf Nyman, Hållfasthetslära, LTH. Introduktion Maple är ett mycket användbart program för symboliska och i viss mån numeriska beräkningar. I Maple finns ett stort
Iterativa metoder för linjära ekvationssystem
Iterativa metoder för linjära ekvationssystem Bra för glesa ekvationssystem Finita differensmetoder och FEM ger glesa matriser. Antal nollskilda element är Ç(Æ) om är Æ Æ. I implicita metoder och för tidsoberoende
Flervariabelanalys E2, Vecka 3 Ht08
Flervariabelanalys E2, Vecka 3 Ht8 Omfattning och innehåll 2.7 Gradienter och riktningsderivator. 2.8 Implicita funktioner 2.9 Taylorserier och approximationer 3. Extremvärden 3.2 Extremvärden under bivillkor
Ordinära differentialekvationer (ODE) 1 1
TMV151/TMV181 Matematisk analys i en variabel M/TD 2009 Ordinära differentialekvationer (ODE) 1 1 I förra datorövningen löste vi begynnelsvärdesproblem av formen u (x) = f(x), x [0, b] (b > 0) u(0) = u
MATLAB Laboration problem med lokala extremvärden
MATLAB Laboration problem med lokala extremvärden Sonja Hiltunen, sohnya@gmail.com Sanna Eskelinen, eskelinen.sanna@gmail.com Handledare: Karim Daho Flervariabelanalys 5B1148 Innehållsförteckning Problem
Tentamen 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!)
Envariabelanalys 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
Glesa matriser från randvärdesproblem
Bengt Lindberg 54 2D24, Numeriska metoder gk2 för F2 Glesa matriser från randvärdesproblem Vi skall i detta häfte bekanta oss med finita differensmetoder för linjära randvärdesproblem för ordinära och
Approximation av funktioner
Vetenskapliga beräkningar III 8 Kapitel Approximation av funktioner Vi skall nu övergå till att beskriva, hur man i praktiken numeriskt beräknar funktioner I allmänhet kan inte ens elementära funktioner
Lösningsanvisningar 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
Partiella differentialekvationer (TATA27)
Partiella differentialekvationer (TATA27) Linköpings universitet Vår termin 2015 Inneåll 1 Introduktion 1 1.1 Notation............................................. 1 1.2 Differentialekvationer......................................
SF1626 Flervariabelanalys
1 / 14 SF1626 Flervariabelanalys Föreläsning 7 Henrik Shahgholian Vid Institutionen för matematik, KTH VT 2018, Period 3 2 / 14 SF1626 Flervariabelanalys Dagens Lektion Kap 12.8 1. Implicit definierade
Varning!!! 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