Argomenti svolti a lezione del corso
di
CALCOLO NUMERICO
a.a 2008/09
CdLS Ingegneria Civile e CdL Ingegneria Civile


7 gen Introduzione all'uso di Matlab. Avvio. Variabili scalari e operazioni. Array, matrici e vettori.
9 gen Introduzione all'uso di Matlab. Uso della notazione "due punti". Definizione ed uso delle funzioni in Matlab. Grafici in due dimensioni.
12 gen Introduzione dei numeri di macchina. Arrotondamento. Propagazione degli errori di macchina nelle operazioni.
13 gen Sistemi lineari: richiami di algebra. Algoritmi di sostituzione in avanti e all'indietro per la risoluzione di sistemi lineari con matrici triangolari. Fattorizzazione LU.
14 gen Programmi di tipo script e di tipo function. Comando if. Esercizio sull'uso delle if.
16 gen Cicli in Matlab: comando for. Algoritmi di sostituzione in avanti e all'indietro per la risoluzione di sistemi lineari con matrici triangolari.
19 gen Analisi degli errori dovuti a perturbazioni sui dati. Norme di matrice.
20 gen Numero di condizionamento. Equazioni differenziali con valori ai limiti. Differenze finite. Costruzione del sistema lineare.
21 gen Risoluzione di sistemi lineari. Fattorizzazione LU senza pivoting e con pivoting.
23 gen Risoluzione di sistemi lineari con perturbazione e numero di condizionamento. Esercizio sulla matrice di Hilbert per il calcolo degli errori relativi nella risoluzione di sistemi con matrice malcondizionata.
26 gen Convergenza del metodo delle differenze finite. Calcolo computazionale dell'ordine di convergenza.
27 gen Metodi iterativi per sistemi lineari. Costruzione dei metodi dovuti a decomposizione della matrice. Metodi di Jacobi e Gauss-Seidel. Analisi della convergenza. Algoritmo e test di arresto.
28 gen Equazione differenziali ai limiti. Implementazione di una function per il calcolo della soluzione con le differenze finite.
30 gen Analisi della convergenza del metodo delle differenze finite per la risoluzione di equazioni differenziali ordinarie con valori ai limiti.
2 feb Algoritmo per i metodi iterativi. Test d'arresto. Metodo di Richardson. Definizione di autovalori e autovettori.
3 feb Metodo delle differenze finite per il problema del Laplaciano.
4 feb Analisi della convergenza del metodo delle differenze finite per la risoluzione di equazioni differenziali ordinarie con valori ai limiti.
6 feb Metodi iterativi. Applicazione del metodo di Jacobi e Gauss-Seidel alla risoluzione di sistemi lineari
9 feb Condizione necessaria e sufficiente per la converegenza dei metodi iterativi. Raggio spettrale. Convergenza dei metodi di Jacobi, Gauss-Seidel e Richardson.
10 feb Metodo di Richardson a passo variabile. Metodo del gradiente coniugato. Autovalori e autovettori. Metodo delle potenze.
11 feb Applicazione dei metodi iterativi per la risoluzione del sistema derivante dalla soluzione di un equazione differenziale con le differenze finite.
13 feb Applicazione dei metodi iterativi per la risoluzione del sistema derivante dalla soluzione di un equazione differenziale con le differenze finite.
16 feb Calcolo di autovalori ed autovettori. Metodo delle potenze, delle potenze inverse e delle potenze inverse con shift. Localizzazione degli autovalori.
17 feb Ricerca degli zeri di funzione. Metodo di bisezione, di Newton e delle secanti. Convergenza locale dei metodi di Newton e delle secanti. Applicazione del metodo di Newton alla risoluzione di sistemi non lineari.
18 feb Metodo di Richardson precondizionato e del gradiente coniugato. Applicazioni.
20 feb Test in Laboratorio sulla risoluzione dei sistemi lineari.
23 feb Interpolazione polinomiale. Polinomi di Lagrange.
25 feb Calcolo di autovalori ed autovettori con il metodo delle potenze, delle potenze inverse e delle potenze inverse con shift.
27 feb Ricerca degli zeri di funzioni reali di variabile reale.
2 mar Approssimazione di funzioni. Stima dell'errore. Funzione di Runge. Nodi di Chebishev. Cenni all'interpolazione lineare a tratti e spline.
3 mar Integrazione numerica. Formule del punto medio, dei trapezi e di Cavalieri-Simpson. Stima dell'errore e ordine di convergenza. Introduzione all'approssimazione della soluzione di problemi di Cauchy. Metodo di Eulero.
4 mar Risoluzione di sistemi non lineari con il metodo di Newton e con la function fsolve di Matlab. Interpolazione polinomiale. Esempio della funzione di Runge.
6 mar Interpolazione polinomiale con i nodi di Chebyshev. Formule di quadratura. Ordine di convergenza delle formule di quadratura in relazione con la regolarità della funzione.
9 mar Analisi della convergenza del metodo di Eulero esplicito. Concetti di consistenza e 0-stabilità.
10 mar Regione di assoluta stabilità. Metodi di ordine superiore al primo: metodo di Crank-Nicolson e di Runge-Kutta. Approssimazione di sistemi di equazioni differenziali del primo ordine e di equazioni differenziali ordinarie di ordine superiore al primo. Problemi stiff.
11 mar Approssimazione di equazioni differenziali ordinarie. Convergenza dei metodi di Eulero, Crank-Nicolson e Ringe-Kutta. Regione di assoluta stabilità.
13 mar Uso delle routine di Matlab per la risoluzione di equazioni differenziali ordinarie. Applicazioni.