Matematisk Modellering



Relevanta dokument
Matematisk Modellering

Matematisk modellering

Matematisk Modellering

Matematisk Modellering

MATLAB. Python. Det finns flera andra program som liknar MATLAB. Sage, Octave, Maple och...

TAIU07 Matematiska beräkningar med Matlab

MMA132: Laboration 1 Introduktion till MATLAB

KPP053, HT2015 MATLAB, Föreläsning 1. Introduktion till MATLAB Skript Inläsning och utskrift av variabler Ekvationssystem Anonyma funktioner

Introduktion till MATLAB

Datorlära 3 Octave Workspace ovh mijlö Skriva text på skärmen Värdesiffror Variabler och typer Strängar Makro Vektorer

Laboration: Grunderna i MATLAB

TSBB14 Laboration: Intro till Matlab 1D

Textsträngar från/till skärm eller fil

Innehåll. Vad är MATLAB? Grunderna i MATLAB. Informationsteknologi. Informationsteknologi.

Matematisk Modellering

MATLAB the Matrix Laboratory. Introduktion till MATLAB. Martin Nilsson. Enkel användning: Variabler i MATLAB. utvecklat av MathWorks, Inc.

Inlämningsuppgift 4 NUM131

LABORATIONSHÄFTE NUMERISKA METODER GRUNDKURS 1, 2D1210 LÄSÅRET 03/04. Laboration 3 3. Torsionssvängningar i en drivaxel

Beräkningsverktyg HT07

Programmeringsteknik med C och Matlab

Matematisk Modellering

Enklast att skriva variabelnamn utan ; innehåll och variabelnamn skrivs ut

Föreläsning 1 & 2 INTRODUKTION

Innehåll. Vad är MATLAB? Grunderna i MATLAB. Informationsteknologi. Informationsteknologi.

16 Programmering TI -86 F1 F2 F3 F4 F5 M1 M2 M3 M4 M5

Tentamen på kursen DA7351, Programmering , kl Malmö högskola Teknik och samhälle. DA7351, Programmering

Introduktion till Matlab

Dagens program. Programmeringsteknik och Matlab. Administrativt. Viktiga datum. Kort introduktion till matlab. Övningsgrupp 2 (Sal Q22/E32)

TANA17 Matematiska beräkningar med MATLAB för M, DPU. Fredrik Berntsson, Linköpings Universitet. 8 december 2015 Sida 1 / 22

Programmeringsuppgifter 1

Tentamen i. för D1 m fl, även distanskursen. fredag 13 januari 2012

Dagens föreläsning. Repetition. Repetition - Programmering i C. Repetition - Vad C består av. Repetition Ett första C-program

Introduktion till Matlab Föreläsning 1. Ingenjörsvetenskap

Björn Abelli Programmeringens grunder med exempel i C#

Linjär algebra med tillämpningar, lab 1

MMA132: Laboration 1 & 2 Introduktion till MATLAB

Editering, Kompilering och Exekvering av Javaprogram

Datorlära 6. Arbeta med strängar Inmatning med tangentbordet Bygga ett program med inmatning, funktioner, osv

Matematisk Modellering. Redovisning projekt 2. Redovisning projekt 3. Matlabtenta. Matlabtenta. Matlabtenta. Matlabtenta. Föreläsning 4.

Introduktion till MATLAB

DATORÖVNING 4: DISKRETA

SMD 134 Objektorienterad programmering

Variabler. TANA81: Beräkningar med Matlab. Matriser. I Matlab skapas en variabel genom att man anger dess namn och ger den ett värde:

Kort om programmering i Matlab

Index. Vektorer och Elementvisa operationer. Summor och Medelvärden. Grafik i två eller tre dimensioner. Ytor. 20 januari 2016 Sida 1 / 26

Funktioner och grafritning i Matlab

Redovisning av inlämningsuppgifter

En introduktion till MatLab

Beräkningsvetenskap föreläsning 2

2 februari 2016 Sida 1 / 23

Uppgift (poäng) 1 (2) 2 (3) 3 (4) 4 (4) 5 (3) 6 (4) 7 (6) 8 (6) 9 (8) Summa

Programmering i C++ En manual för kursen Datavetenskaplig introduktionskurs 5p

Lösningar till tentauppgifterna sätts ut på kurssidan på nätet idag kl 19. Omtentamen i Programmering C, 5p, fristående, kväll,

RödGrön-spelet Av: Jonas Hall. Högstadiet. Tid: minuter beroende på variant Material: TI-82/83/84 samt tärningar

Tentamen TANA17 Matematiska beräkningar Provkod: DAT1 Godkänd: 8p av totalt 20p Tid: 14:e januari klockan

Datorövning 1: Introduktion till MATLAB

Introduktion till Matlab

Institutionen för datavetenskap 2014/15

Tentamen OOP

Introduktion till MATLAB Föreläsning 1

Föreläsning 6: Introduktion av listor

Tentamen TANA17 Matematiska beräkningar Provkod: DAT1 Godkänd: 9p av totalt 20p Hjälpmedel: MATLAB

KPP053, HT2016 MATLAB, Föreläsning 1. Introduktion till MATLAB Skript Inläsning och utskrift av variabler Ekvationssystem Anonyma funktioner

SF1900 Sannolikhetsteori och statistik, HT 2017 Laboration 1 för CINEK2

Dagens föreläsning. Repetition. Repetition - Programmering i C. Repetition - Vad C består av. Repetition Ett första C-program

PROGRAMMERING 2 GRUNDLÄGGANDE SEMANTIK 4

Laboration 5: Regressionsanalys. 1 Förberedelseuppgifter. 2 Enkel linjär regression LABORATION 5 MATEMATISK STATISTIK AK FÖR CDE, FMS012, VT08

Laboration 2: 1 Syfte. 2 Väntevärde och varians hos en s.v. X med fördelningen F X (x) MATEMATISK STATISTIK, AK FÖR BYGG, FMS 601, HT-08

Objektorienterad programmering D2

Gemensamma riktlinjer fo r genomfo rande av Examensarbete Hing Elkraftteknik

Tentamen TAIU07 Matematiska beräkningar med MATLAB för MI

Introduktion till Matlab

Ickelinjära ekvationer

Grundläggande programmering med C# 7,5 högskolepoäng

TENTAMEN. Kurs: Objektorienterad programmeringsmetodik 5DV133 Ansvarig lärare: Anders Broberg. VT-13 Datum: Tid: kl

Objektorienterad programmering i Java

TEII41 - Teknisk kommunikation på japanska II!

Laborationer i kursmomentet Datoranvändning E1. Laboration nr 5: Mer om FrameMaker

2D1210, Numeriska Metoder, GK I för V 2.

Introduktion till MATLAB, med utgångspunkt från Ada

Variabler och konstanter

TNSL05, Optimering, Modellering och Planering 6 hp, HT2-2010

VHDL och laborationer i digitalteknik

Tentamen TANA17 Matematiska beräkningar Provkod: DAT1 Godkänd: 8p av totalt 20p Hjälpmedel: MATLAB

Programmering, grundkurs, 8.0 hp, Elektro, KTH, hösten 2010

Syftet med den här laborationen är att du skall bli mer förtrogen med följande viktiga områden inom matematisk statistik

Övningar Dag 2 En första klass

Introduktion till L A TEX

Introduktion till användning av linux-servern sledge och några övningsuppgifter

Uppgift 1 - programmet, Uppg6.m, visade jag på föreläsning 1. Luftmotståndet på ett objekt som färdas genom luft ges av formeln

Inledande matematik för I1. MVE011 läsperiod Matlab vecka 2 övningsuppgifter

Omtentamen i DV & TDV

Matematisk statistik allmän kurs, MASA01:B, HT-14 Laboration 2

TSRT04: Introduktionskurs i Matlab Datorlektion 2

Laboration 1. Grafisk teknik (TNM059) Introduktion till Matlab. R. Lenz och S. Gooran (VT2007)

Introduktion till L A TEX

Komponentvisa operationer,.-notation Multiplikation (*), division (/) och upphöj till (ˆ) av vektorer följer vanliga vektoralgebraiska

2.4. Teckensträngar och logiska uttryck

MATLAB handbok Introduktion

Instruktion för laboration 1

Transkript:

Matematisk Modellering Föreläsning 1 Anders Heyden Matematikcentrum Lunds Universitet Matematisk Modellering p.1/37

Denna föreläsning (läsvecka 1) Vad handlar kursen om, mål, kurskrav, ide. Matematisk modellering LaTeX Rapportskrivning Matlab (komma igång, variabler, skript) Matematisk Modellering p.2/37

Om kursen Kursen är på 4.5 högskolepoäng Introduktion till ingenjörsarbetet, 3p matematisk modellering och 1.5p matlab. Inspiration kommer från liknande kurser från Luleå och Linköping För godkänt på kursen skall man ha godkänt på samtliga moment i projektdelen hemtentan i matlab. Matematisk Modellering p.3/37

Kursmoment Matematisk modellering Matlab Rapportskrivning (LaTeX) Muntlig presentation Granskning av rapport Granskning av muntligt presentation Matematisk Modellering p.4/37

Matematisk Modellering Ni kommer i era arbetsliv många gånger få uppgifter som är vagt eller kanske felaktigt formulerade. Detta är inte något konstigt. Civilingenjörer är väl lämpade för att klara detta. Tekniska matematiker är extra lämpade för att klara detta! Matematisk Modellering p.5/37

Modelleringsprocessen Från verkligt problem till modellproblem Observationer Val av viktiga storheter och samband Analys av modellproblem Eventuell simulering/numerisk beräkning Tolkning av analysresultat, kritik av modellen. Eventuell modifiering av modellen Matematisk Modellering p.6/37

Steg I: Modellering Formulera problemet i matematiska termer Kräver både kunskaper i tillämpningsämnet och i matematik Ofta sker detta steg i nära samarbete med en ämnesexpert Ofta är detta en iterativ process och resultatet kan bli en ny problemformulering Matematisk Modellering p.7/37

Steg II: Analys Analysera den matematiska formuleringen av problemet Kan (till viss del) utföras utan kunskaper om tillämpningen Ibland behöver ny matematik utvecklas för att kunna lösa problemet Ibland behöver man kunna göra förenklingar Matematisk Modellering p.8/37

Steg III: Syntes Använd analysen i föregående steg till att göra utsagor om problemet Prediktera framtida beteende Optimera parametrar för visst beteende Designa system med vissa egenskaper Här krävs samarbete med ämnesexperter Matematisk Modellering p.9/37

Exempel: Kor i hage Problem: Betet i en hage har visat sig räcka 3 dagar till 6 kor och 7 dagar till 3 kor. Hur länge räcker betet till en ko? Matematisk Modellering p.10/37

Exempel: Fjädringen i en bil Problem: Fjädringen i en bil består (något förenklat) av 1. En fjäder 2. En stötdämpare 3. Hjulet upphängt mha 1 och 2 Hur skall vi modellera detta? Matematisk Modellering p.11/37

Varning En modell fångar bara några aspekter Sparsmakad Soldathandboken: Om naturen skiljer sig från kartan, lita på naturen! Tänk på vilket område modellen än giltig Matematisk Modellering p.12/37

Förenkla Våga förenkla Tänk på vilken inverkan olika variabler har Kvantifiera grovt olika variablers inverkar Försumma de faktorer som har betydligt mindre inverkan än andra Matematisk Modellering p.13/37

Matematisk Modellering p.14/37 Rapporten - disposition Inledande del (Titel, sammandrag) Huvuddel Inledning (Ge bakgrund till problemet, litteraturöversikt) Problemformulering/Modellering Från verkligt problem till modellproblem Analys Analys av modellproblem Tolkning Tolkning av analysresultat Resultat Tolkning av analysresultat. Användning av modellen och analysen. Slutsatser Kritik av egna modellen. Förslag på förfining. Referererande del (ev erkännande, litteratur, ev bilagor)

Rapporten Sammanfattning - 10 gånger fler som läser sammanfattning än rapporten. Fristående från rapporten. Alla delar i rapporten med. Enbart text. Titel - 10 gånger fler som läser titel än sammanfattning. Matematisk Modellering p.15/37

LaTeX Finns gratis till de flesta datorer och operativsystem. Låter författaren koncentrera på innehåll och inte på design Hanterar matematiska formler bra. Man skriver i en ren textfil som sedan kompileras till annat format, t ex pdf. Matematisk Modellering p.16/37

LaTeX - ett exempel \documentclass[a4paper]{article} \usepackage[t1]{fontenc} \usepackage[swedish]{babel} \title{modellering av betet i hagen} \author{anders Heyden} \date{1 november 2010} \begin{document} \maketitle \tableofcontents \section{introduktion} \section{betesmodellering} \section{slutsatser} \end{document} Matematisk Modellering p.17/37

MATLAB Inte gratis (men OCTAVE som är ungefär matlabkompatibel finns gratis tillgänglig). Är bra på numerisk hantering av matematiska problem Är en interaktiv miljö för beräkningar och visualisering Är ett programmeringsspråk Matematisk Modellering p.18/37

MATLAB - starta och sluta Starta matlab med kommando matlab i ett terminalfönster eller med menyn Utilities på efd datorer. Se även http://www.efd.lth.se/ddg/program/matte/matlab.html Avsluta matlab med commandot quit i matlabs kommandofönster Matematisk Modellering p.19/37

MATLAB - användningssätt Java program måste kompileras. Matlab kan man köra rad för rad och se mer om vad som händer. Man kan köra programkod interaktivt, direkt i kommandofönstret via skript (som är textfiler med en eller flera programrader) via funktioner (som är textfiler med programrader för ett program/underprogram med en eller flera in och ut-parametrar) Matematisk Modellering p.20/37

MATLAB - taltyper Matlab använder standardmässig flyttal (approximationer av reella tal) heltal tecken (ascii) vektorer matriser cell-matriser struct Matematisk Modellering p.21/37

MATLAB - variabler och tilldelning behöver inte deklareras variabler som sätts interaktivt och i skript finns kvar i matlabs minne (workspace). who - skriver ut vilka variabler som är satta whos - skriver ut vilka variabler som är satta och vilka typer de har. variabler lagras med tilldening n=1+2*3, m=2*n Om man skriver semikolon efter en tilldelning så skrivs inte resultatet ut. Matematisk Modellering p.22/37

MATLAB - matriser och vektorer Matriser kan deklareras med följande syntax a = [1 2 3;4 5 6;7 8 10]; Vektorer är som matriser med antingen en rad eller en kolumn, t ex b = [1;2;3]; Man behöver inte deklarera vektorer och matriser Man behöver inte på förhand bestämma hur stora de ska vara, t ex ger b(4) = 4 att vektorn får ett fjärde element. Matematisk Modellering p.23/37

MATLAB - inmatning och utskrift Inmatning från användare vikt = input( Hur mycket väger du?); Utskrift vikt eller disp([ Din vikt är num2str(vikt)]); Matematisk Modellering p.24/37

MATLAB - skript Genom att samla ett antal programrader i en textfil med filtillägg.m har man ett matlabskript. Skriptet ettskriptnamn.m exekveras genom kommandot ettskriptnamn Matematisk Modellering p.25/37

MATLAB - exempel Skriv ett skript som räknar ut en persons BMI Matematisk Modellering p.26/37

MATLAB - programkontroll for-loop Syntaxen för for-loop i matlab är for <variabel> = <vektor> <programrader> end Observera att variabeln löper genom alla element i vektorn. Det är mycket vanligt att man genererar vektorn med kolon-operatorn start:steg:slut som genererar en vektor. T ex blir 1:5 = [1 2 3 4 5] 1:3:7 = [1 4 7] och 0:0.25:1 = [0 0.25 0.5 0.75 1]. Matematisk Modellering p.27/37

MATLAB - programkontroll for-loop Ett enkelt exempel. for i = [1 2 3 4 5 6] i end Exemplet ovan kan alltså också skrivas. for i = 1:6 i end Matematisk Modellering p.28/37

MATLAB - exempel Skriv ett skript som räknar ut summan av heltalen 1 till 100 Matematisk Modellering p.29/37

MATLAB - plot Matlab innehåller funktioner för 2D och 3D grafik. Prova x = 0:0.1:10; plot(x,sin(x)); Man kan exportera bilderna i olika format, tex print -deps enfigur.eps print -djpeg sammafigur.jpg Matematisk Modellering p.30/37

MATLAB - programkontroll while loop Syntaxen för while-loop i matlab är while <villkor> <programrader> end Ett exempel är k = input( Mata in ett positivt heltal ); while (k>0)... använd k... k = input( Mata in ett positivt heltal ); end; Matematisk Modellering p.31/37

MATLAB - programkontroll if-sats Syntaxen för if-sats i matlab är if <villkor> <programrader> else <programrader> end Matematisk Modellering p.32/37

MATLAB - underprogram/funktioner Genom att lägga till extra rad i ett skript får man ett underprogram/funktion. function <utdata>=<funktionsnamn>(<indata>) % Kommentarer som även skrivs ut när % man skriver help <funktionsnamn> <programrader> Exempel: Gör en funktion som returnerar det största av två tal. Matematisk Modellering p.33/37

Sammanfattning F1 - modellering Förenkla (så att ni kommer igång) Förtydliga (antagande, variabler, samband) Analysera Återkoppla till verkligheten Sammanställ i rapport Matematisk Modellering p.34/37

Sammanfattning F1 - LaTeX Hämta en mall och skriv Matematisk Modellering p.35/37

Sammanfattning F1 - matlab Många likheter med andra språk (java) men... Interaktivt Innehåller verktyg för visualisering, numerisk linjär algebra, matrishantering m m. Skript Matematisk Modellering p.36/37

Till nästa gång Läs om och arbeta med matlab, LaTeX. Första projektpasset torsdag 28/10 kl 10.15, samling i E:1407. Nästa föreläsning måndag 1/11 kl 10.15 i MH:309A Matematisk Modellering p.37/37