Argomenti svolti a lezione del corso
di
CALCOLO NUMERICO
a.a 2007/08
CdLS Ingegneria Civile e CdL Ingegneria Civile


7 gen Introduzione dei numeri di macchina. Arrotondamento.
8 gen Propagazione degli errori di macchina nelle operazioni. Risoluzione di sistemi lineari con matrici triangolari. Algoritmi di sostituzione in avanti e all'indietro.
11 gen Metodo di eliminazione di Gauss. Strategia di pivoting. Fattorizzazione LU.
11 gen Introduzione all'uso di Matlab. Avvio. Variabili scalari e operazioni. Array, matrici e vettori. Uso della notazione "due punti".
14 gen Analisi degli errori. Effetto delle perturbazioni sulla soluzione di un sistema lineare. Norme di matrice e vettore. Numero di condizionamento di una matrice.
15 gen Introduzione delle funzioni in Matlab. Grafici in 2 e 3 dimensioni.
18 gen Metodi iterativi per sistemi lineari. Analisi della convergenza. Metodi di Jacobi e di Gauss-Seidel.
18 gen Programmi di tipo script e function. Costrutti di programmazione if, for e while.
21 gen Convergenza dei metodi di Jacobi e Gauss-Seidel. Algoritmo per i metodi iterativi. Test d'arresto.
22 gen Costruzione dell'algoritmo di sostituzione in avanti e all'indietro. Risoluzione dei sistemi lineari. Fattorizzazione LU.
25 gen Metodo di Richardson stazionario. Determinazione dei valori del parametro per ottenere la convergenza. Metodo di Richardson non stazionario. Scelta del parametro. Metodo del gradiente precondizionato.
25 gen Risoluzione dei sistemi lineari. Fattorizzazione LU. Analisi degli errori di perturbazione. Propagazione dell'errore per matrici mal-condizionate. Esempio della matrice di Hilbert.
28 gen Differenze finite per la risoluzione di un'equazione differenziale del secondo ordine con valori ai limiti.
29 gen Costruzione di una function per risolvere un'equazione differenziale del secondo ordine con valori ai limiti.
1 feb Equazioni alle derivate parziali del secondo ordine. Metodo delle differenze finite e costruzione della matrice e del termine noto. Stima dell'errore. Metodo del gradiente e del gradiente coniugato. Terminazione finita del metodo del gradiente coniugato.
1 feb Analisi della convergenza del metodo delle differenze finite applicate alla risoluzione di un'equazione differenziale del secondo ordine con valori ai limiti.
8 feb Metodi a terminazione finita per matrici qualunque. Ricerca degli zeri di una funzione. Metodo di bisezione. Metodo di Newton. Teorema di convergenza locale quadratica. Metodo delle secanti.
8 feb Metodi iterativi per sistemi lineari. Esempi di convergenza e non convergenza dei metodi di Jacobi e Gauss-Seidel. Calcolo del raggio spettrale. Applicazione dei metodi di Jacobi e Gauss-Seidel alla risoluzione del sistema associato alla discretizzazione con differenze finite.
11 feb Metodo di Newton per la risoluzione di sistemi non lineari.
12 feb Metodo di Richardson. Metodo del gradiente coniugato.
18 feb Autovalori ed autovettori di matrice.
19 feb Test intermedio sulla risoluzione dei sistemi lineari.
22 feb Metodo delle potenze per il calcolo di autovettori e autovalori. Varianti: metodo delle potenze inverse e potenze inverse con shift. Metodo QR per il calcolo di tutti gli autovalori.
22 feb Ricerca degli zeri di funzione.
25 feb Interpolazione polinomiale. Matrice di Vandermonde. Errori di interpolazione. Nodi di Chebyshev.
26 feb Risoluzione di sistemi non lineari. Calcolo di autovalori ed autovettori.
29 feb Interpolazione con funzioni linerai a tratti. Polinomi di Lagrange. Formule di quadratura: punto medio, trapezi e Cavalieri-Simpson.
29 feb Calcolo di autovalori ed autovettori con il metodo delle potenze e delle potenze inverse con shift. Valutazione e rappresentazione di un polinomio.
3 mar Grado di precisione e stima dell'errore per le formule di quadratura. Formule di Gauss. Equazioni differenziali ordinarie. Richiami su esistenza e unicità della soluzione. Dipendenza continua dai dati. Metodi di Eulero esplicito ed implicito.
4 mar Interpolazione polinomiale con nodi equispaziati e di Chebyshev.
7 mar Analisi della convergenza del metodo di Eulero esplicito. Regione di assoluta stabilità. Matodi di ordine superiore: metodo di Carnk-Nicolson, di Runge-Kutta, metodi a più passi.
7 mar Implementazione del metodo di Eulero esplicito. Convergenza del metodo. Risoluzione di equazioni differenziali con i metodi presentati a lezione.
11 mar Regione di assoluta stabilità. Risolutori in Matlab di sistemi di equazioni differenziali ordinarie. Riduzione di equazioni differenziali ordinarie di ordine superiore al primo ad un sistema del primo ordine.
14 mar Definizione di consistenza e 0-stabilità dei metodi di approssimazione di equazioni differenziali ordinarie. Propagazione dell'errore di macchina. Metodi di tipo Predictor-Corrector.
14 mar Esercizi di riepilogo sugli ultimi argomenti del corso.