Argomenti svolti a lezione del corso
di
CALCOLO NUMERICO con LABORATORIO
a.a 2009/10
CdLS Ingegneria Meccanica


14 set Introduzione del corso. Introduzione a Matlab. Assegnazioni di variabili scalari. Operazioni aritmetiche. Uso delle funzioni e grafici.
15 set Assegnazione di array. Operazioni standard dell'algebra lineare. Operazioni punto. Notazione due punti.
16 set Rappresentazione dei numeri reali mediante un computer. Standard IEEE. Arrotondamento di un numero. Propagazione degli errori nelle operazioni aritmetiche.
18 set Ricerca degli zeri di una funzione. Metodo di bisezione. Metodo di Newton e sue caratteristiche.
21 set Introduzione all'uso dei programmi in Matlab. File di tipo script e function. Il comando if. Esercizio sulle radici del polinomio di secondo grado.
22 set I comandi for e while. Esercizio sull'approssimazione di punti fissi.
23 set Risoluzione di sistemi di equazioni non lineari con il metodo di Newton. Iterazioni di punto fisso. Proprietà di convergenza.
25 set Interpolazione di funzioni. L'interpolazione polinomiale e polinomi di Lagrange. Errore di approssimazione. Convergenza dei polinomi interpolatori e nodi di Chebyshev.
28 set Analisi del comportamento di alcune successioni date per ricorrenza. Visualizzazione grafica del metodo di Newton.
29 set Risoluzione mediante il metodo di Newton di alcune equazioni nonlineari. Verifica della convergenza quadratica del metodo di Newton.
30 set Interpolazione trigronometrica.
2 ott Interpolazione polinomiale a tratti. Spline. Approssimazione di dati. Minimi quadrati lineari.
5 ott Function di Matlab per la ricerca degli zeri di funzione. Metodo delle secanti. Soluzione di sistemi di equazioni non lineari con il metodo di Newton.
6 ott Esercizi sulla ricerca degli zeri di funzioni scalari e sulla risoluzione di sistemi lineari
7 ott Derivazione numerica. Differenze finite.
9 ott Integrazione numerica. Le formule del punto medio, dei trapezi e di Simpson. Grado di precisione. Scelta dinamica del passo di integrazione.
12 ott Interpolazione di funzioni. Uso delle function polyval e polyfit. La funzione di Runge.
13 ott Interpolazione polinomiale con i nodi di Chebyshev. Uso delle function di Matlab per l'interpolazione a tratti.
14 ott Scelta dinamica del passo di integrazione. Stimatore dell'errore per il metodo di Simpson. Introduzione alle equazioni differenziali ordinarie con valori iniziali.
16 ott Dipendenza continua dai dati per il problema di Cauchy. Metodi di Eulero esplicito ed implicito. Regione di assoluta stabilità per il metodo di Eulero esplicito e implicito.
19 ott Interpolazione trigonometrica. Le function di Matlab per l'interpolazione trigonometrica. Approssimazione di dati. Regressione lineare.
20 ott Esercizio sull'approssimazione di dati.
21 ott Convergenza del metodo di Eulero esplicito. Definizione di errore di troncamento locale.
23 ott Definiziione di 0-stabilità. Metodo di Crank-Nicolson: errore di consistenza e regione di assoluta stabilità. Influenza degli errori di arrotondamento sulla soluzione di un problema di Cauchy.
26 ott Verifica dell'ordine di convergenza per i metodi del punto medio, dei trapezi, di Cavalieri-Simpson e di Gauss. Funzioni di Matlab per il calcolo degli integrali.
27 ott Esercizi di verifica sulla ricerca degli zeri, sull'interpolazione di funzioni e sull'approssimazione di dati.
28 ott Regione di assoluta stabilit\`a e perturbazioni.
30 ott Metodi di Runge Kutta. Metodi multistep: metodi Adams-Bashforth e Adams-Moulton, metodi BDF. Risluzione di sistemi di equazioni differenziali ordinarie. Riduzione di un'equazione differenziale di ordine superiore al primo ad un sistema di equazioni differenziali del primo ordine.
2 nov Confronto fra il numero di valutazioni necessarie per calcolare un integrale con una certa tolleranza mediante il metodo di Simpson a passo costante e l'uso della function quad di Matlab. Implementazione del metodo di Eulero esplicito.
3 nov Metodi numerici per la soluzione di equazioni differenziali ordinarie di ordine superiore al primo. Verifica dell'ordine di convergenza.
4 nov Risoluzione di sistemi lineari. Il metodo di eliminazione di Gauss o fattorizzazione LU.
6 nov Tecnica del pivoting nella fattorizzazione LU. Analisi degli errori nella risoluzione di un sistema lineare. Numero di condizionamento.
9 nov Regione di assoluta stabilità: effetto della scelta del passo nella risoluzione delle equazioni differenziali ordinarie.
10 nov Risoluzione di equazioni differenziali ordinarie usando le routine di Matlab. Risoluzione di sistemi e di equazioni differenziali di ordine superiore al primo.
11 nov Sistemi di equazioni lineari sovradeterminati. Risoluzione mediante minimi quadrati lineari e fattorizzazione QR.
13 nov Modelli matematici per problemi applicativi. Risoluzione dell'equazione di Laplace mediante differenze finite.
16 nov Esercizi di risoluzione di problemi differenziali ai valori iniziali.
17 nov Risoluzione di sistemi lineari. Analisi degli errori dovuti alla propagazione degli errori di macchina.
18 nov Risoluzione di problemi differenziali alle derivate parziali mediante differenze finite ed elementi finiti.
20 nov Esercizi di riepilogo su equazioni differenziali e sistemi lineari.