Prima settimana |
18 set - Lez |
Presentazione del corso. |
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19 set - Lez |
Rappresentazione dei numeri.
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Rappresentazione dei numeri. Arrotondamento. Operazioni di macchina.
Propagazione degli errori.
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20 set - Lab |
Introduzione al Matlab.
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Assegnazione di variabili scalari ed operazioni. Assegnazione di variabili
vettoriali e matriciali. Operazioni dell'algebra
lineare.
Assegnazione di funzioni di tipo handle. Grafici di funzione con il
comando fplot.
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21 set - Lab |
Introduzione al Matlab.
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Controllo if.
Programmi di tipo script e function.
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Seconda settimana |
25 set - Lez |
Sistemi lineari.
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Algoritmo di sostituzione in avanti e all'indietro. Metodo di
eliminazione di Gauss. Fattorizzazione LU.
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26 set - Lez |
Sistemi lineari.
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Fattorizzazione LU con pivoting. Effetto sulla soluzione delle perturbazioni
sui dati. Numero di condizionamento.
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27 set - Lab |
Introduzione al Matlab.
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Notazione due punti. Cicli for. Algoritmo di sostituzione in avanti e
all'indietro.
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28 set - Lab |
Sistemi lineari.
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Fattorizzazione LU. Effetto del pivoting. Fill in di una matrice sparsa.
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Terza settimana |
2 ott - Lez |
Equazioni non lineari
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Ricerca degli zeri di una funzione. Metodo delle bisezioni. Metodi di Newton e
delle secanti. Risultati di convergenza.
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3 ott - Lez |
Equazioni non lineari
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Algoritmo per la ricerca degli zeri con il metodo di Newton e delle secanti.
Test d'arresto. Problemi di punto fisso.
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4 ott - Lab |
Sistemi lineari
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Effetto delle perturbazioni nella risoluzione dei sistemi lineari.
Condizionamento di una matrice. Esercizio sulla matrice di Hilbert.
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5 ott - Lab |
Sistemi lineari. Equazioni non lineari
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Esercizio sul condizionamento della matrice di Hilbert.
Metodo di Newton. Esercizi per la ricerca di uno zero di funzione.
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Quarta settimana |
9 ott - Lez |
Sistemi non lineari. Problemi differenziali con valori ai limiti.
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Metodo di Newton-Raphson per sistemi di equazioni non lineari.
Equazioni differenziali ordinarie con valori ai limiti. Differenze finite.
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10 ott - Lez |
Problemi differenziali con valori ai limiti.
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Differenze finite per l'approssimazione delle derivate seconde.
Discretizzazione di un'equazione differenziale del secondo ordine con
differenze finite. Costruzione della matrice. Stima dell'errore.
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11 ott - Lab |
Equazioni non lineari.
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Comportamento del metodo di Newton. Il metodo delle secanti.
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12 ott - Lab |
Equazioni e sistemi non lineari.
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Uso della function fzero per la ricerca degli zeri di funzione.
Il metodo di Newton per sistemi non lineari. Grafici di funzioni in 3
dimensioni.
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Quinta settimana |
16 ott - Lez |
Metodo degli elementi finiti
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Approssimazione di equazioni differenziali con valori ai limiti mediante
elementi finiti lineari a tratti. Funzioni di base. Costruzione della matrice e
del termine noto.
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17 ott - Lez |
Equazioni differenziali con valori ai limiti
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Approssimazione di equazioni differenziali con il termine di ordine zero.
Condizioni ai limiti di Dirichlet non omogenee e di Neumann. Equazione
differenziale di diffusione, trasporto e reazione. Discretizzazione con
differenze finite. Caso del problema a trasporto dominante.
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18 ott - Lab |
Equazioni differenziali con valori ai limiti
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Calcolo della soluzione di un problema di diffusione-reazione mediante
differenze finite.
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19 ott - Lab |
Equazioni differenziali con valori ai limiti
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Calcolo della soluzione di un problema di diffusione-reazione mediante
differenze finite. Verifica numerica della convergenza.
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Sesta settimana |
23 ott - Lez |
Interpolazione e approssimazione di funzioni
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Interpolazione polinomiale. Esistenza ed unicità del polinomio
interpolatore. Polinomi di Lagrange. Stima dell'errore. Nodi di Chebyshev.
Stabilità dell'interpolazione polinomiale e costante di Lebesgue.
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24 ott - Lezione |
Interpolazione e approssimazione di funzioni
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Interpolazione a tratti con polinomi lineari. Funzioni spline. Cenni
all'interpolazione in più dimensioni.
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25 ott - Lab |
Equazioni differenziali con valori ai limiti
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Equazioni di diffusione e trasporto. Applicazione delle differenze finite
centrate.
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26 ott - Lab |
Equazioni differenziali con valori ai limiti
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Equazioni di diffusione e trasporto a trasporto dominante. Applicazione delle
differenze finite in avanti e all'indietro.
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Settima settimana |
30 ott - Lez |
Minimi quadrati lineari. Integrazione numerica
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Approssimazione di dati.
Minimi quadrati lineari. Equazioni normali. Formule di quadratura di base
semplici e composite con stima dell'errore.
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31 ott - Lez |
Integrazione numerica
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Grado di precisione di una formula. Formule di Gauss. Formula di
Cavalieri-Simpson adattiva.
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2 nov - Lab |
Test di Laboratorio
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Test su stistemi lineari, equazioni e sistemi non lineari, risoluzione di
equazioni differenziali ordinarie con valori ai limiti mediante differenze
finite.
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Ottava settimana |
6 nov - Lez |
Equazioni differenziali ordinarie
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Richiami sul Problema di Cauchy. Risultati di esistenza, unicità e
dipendenza continua dai dati. Metodi di Eulero in avanti e all'indietro e di
Crank-Nicolson.
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7 nov - Lez |
Equazioni differenziali ordinarie
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Assoluta stabilità. Analisi della convergenza del metodo di Eulero in
avanti. Consistenza e zero-stabilità.
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8 nov - Lab |
Interpolazione e approssimazione di funzioni
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Interpolazione polinomiale. Uso di polyval e polyfit. Errore
nell'approssimazione con polinomi interpolatori.
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9 nov - Lab |
Interpolazione e approssimazione di funzioni
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Interpolazione con nodi equispaziati della funzione di Runge. Nodi di
Chebyshev. Approssimazione della funzione di Runge con nodi di Chebyshev.
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Nona settimana |
13 nov - Lez |
Equazioni differenziali ordinarie
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Regione di assoluta stabilità. Metodi di ordine elevato. Metodi ad un
passo di tipo Runge-Kutta. Metodi multistep Adams-Bashforth, Adams-Moulton,
BDF.
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14 nov - Lez |
Metodo degli elementi finiti per equazioni alle derivate parziali
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Derivazione del modello matematico per la diffusione del calore ed
elasticità. Formulazione debole del problema. Introduzione degli
elementi finiti. Problema discreto.
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15 nov - Lab |
Interpolazione e approssimazione di funzioni
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Interpolazione lineare a tratti e con funzioni spline. Uso delle function
interp1, spline e pchip.
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16 nov - Lab |
Approssimazione di dati. Integrazione numerica
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Retta di regressione lineare. Minimi quadrati lineari. Calcolo di integrali con
le formule del punto medio, dei trapezi e di Cavalieri Simpson.
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Decima settimana |
20 nov - Lez |
Metodo degli elementi finiti per equazioni alle derivate parziali
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Calcolo degli elementi della matrice di stiffness e del termine noto per gli
elementi finiti in 2D.
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21 nov - Lez |
Metodo degli elementi finiti. Metodi iterativi per sistemi lineari
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Equazione dell'errore. Ordine di convergenza. Convergenza dei metodi iterativi.
Metodi di Jacobi, di Gauss-Seidel e di Richardson stazionario. Condizioni
sufficienti per la convergenza.
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22 nov - Lab |
Integrazione numerica
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Formule di quadratura del punto medio, dei trapezi e di Cavalieri-Simpson.
Analisi della convergenza. Effetto della regolarità della funzione.
Function di
Matlab per il calcolo degli integrali. Confronto dell'efficienza del metodo di
Simpson a passo costante e di Simpson adattivo.
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23 nov - Lab |
Equazioni differenziali ordinarie
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Implementazione del metodo di Eulero esplicito. Analisi della convergenza,
della zero-stabilità e della regione di assoluta stabilità.
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Undicesima settimana |
28 nov - Lez |
Metodi iterativi per sistemi lineari.
Autovalori ed autovettori
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Metodo di Richardson nonstazionario. Equivalenza del sistema lineare con
matrice simmetrica e definita positiva con problema di minimo del funzionale
quadratico. Metodo del gradiente e sua convergenza. Scelta della direzione di
discesa e metodo del gradiente coniugato.
Definizione di autovalori ed autovettori e proprietà. Lemma di
localizzazione degli autovalori di Gershgorin.
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29 nov - Lab |
Equazioni differenziali ordinarie
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Metodi di Eulero implicito, di Heun, di Crank-Nicolson e di Runge-Kutta del
quarto ordine. Effetto degli errori di arrotondamento nella soluzione di
equazioni differenziali ordinarie. Regione di assoluta stabilità.
Risolutori di Matlab per le equazioni differenziali ordinarie.
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30 nov - Lab |
Equazioni differenziali ordinarie
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Risoluzione di sistemi di equazioni differenziali del primo ordine.
Riduzione di equazioni differenziali di ordine superiore al primo a sistemi di
equazioni differenziali del primo ordine. Esercizi vari usando i solutori di
Matlab.
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Dodicesima settimana |
4 dic - Lez |
Autovalori e autovettori. Equazioni alle derivate parziali
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Metodo delle potenze e delle potenze inverse con shift. Analisi di convergenza.
Metodo QR per il calcolo di tutti gli autovalori di una matrice.
Equazione del calore.
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5 dic - Lez |
Equazioni alle derivate parziali.
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Approssimazione del problema del calore con
elementi finiti. Riduzione del problema ad un sistema di equazioni
differenziali ordinarie. Metodo di avanzamento in tempo e sue proprietà.
Rappresentazione della soluzione dell'equazione del calore e relazione con il
problema agli autovalori.
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6 dic - Lab |
Equazioni alle derivate parziali
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Uso del toolbox di Matlab per risolvere equazioni alle derivate parziali con
gli elementi finiti.
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7 dic - Lab |
Equazioni alle derivate parziali
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Risoluzione di alcuni problemi stazionari alle derivate parziali con il
toolbox di Matlab.
Equazione del calore e sua risoluzione in Matlab
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Tredicesima settimana |
13 dic - Lab |
Autovalori ed autovettori
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Calcolo di autovalori ed autovettori di matrice usando le function di Matlab.
Localizzazione degli autovalori. Esercizi sul metodo delle potenze e delle
potenze inverse.
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14 dic - Lab |
Autovalori ed autovettori
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Esercizi sul metodo delle potenze e delle potenze inverse. Approssimazione di
autovalori multipli e degli autovettori associati.
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