Programação

  • Informações gerais

    Curso de introdução a ideias de Cálculo Numérico.

    Duas provas e uma sub aberta.

    P1. 04/10. Tópicos: 1) MMQ+Eliminação Gaussiana - 8; 2) Método de Newton - 8

    P2. 29/11 Tópicos: 3) Interpolação polinomial e spline cúbico - 8; 4) Integração numérica - 8

    Sub. 06/12. Pode melhorar a nota de até dois tópicos.

    EP (ver revisão). Entregar até 17.11 (vou abrir uma entrega na plataforma)

    Nota = 85% média simples das provas e 15% nota do EP



    • Fórum ícone
      Recuperação Fórum
      Disponível se: Você faz parte de Recuperação
    • Estão aí as notas.

      Os alunos que ficaram de Rec receberão instruções em breve. A ideia é fazer a Rec no prazo máximo que foi autorizado aqui no IME. Eu tenho que entregar as notas da 2a avaliação até 14.02, então a ideia é fazer a prova um pouco antes dessa data. O intuito é que os alunos de recuperação realmente estudem e recuperem o que não aprenderam durante o semestre. Estarei disponível por e-mail ou até presencialmente (a partir da segunda quinzena de janeiro) para tirar dúvidas.
    • Confiram a 3.

    • Atenção especial para a Questão 4.

    • Esta lista de exercícios contém todos os exercícios do curso e, em particular, os assuntos que ainda não tinham lista: interpolação polinomial, integração numérica, interpolação de Hermite e spline cúbico.

      Esta é a primeira edição porque eu ainda pretendo colocar exercícios cobrados em provas de outros anos que não entraram. Mas já é mais do que suficiente!

    • A pedidos, reescrevi as seções 5.1 e 5.2.

  • Sistemas lineares quadrados

    Eliminação gaussiana e uso de arredondamento com aritmética de ponto flutuante.

    • Apresentação breve do curso (sem alguns detalhes). Eliminação gaussiana com um exemplo.

    • Continuação da eliminação gaussiana. (O aluno que anotou simplesmente continuou sobre o que estava sendo feito na aula anterior -- mais ou menos no meio da página)

      Primeiros comentários sobre sistemas lineares sobredeterminados.

    • Só dois exercícios, mas estou aproveitando a oportunidade para pedir pra vocês instalarem o Python e começarem a praticar.

  • MMQ - Método dos Mínimos Quadrados

    Esse método pode ser entendido via Álgebra Linear, mas também via Cálculo. Se der vamos ver dos dois jeitos. Essencialmente é uma maneira de dar alguma solução (aproximada) para um sistema sobredeterminado (isto é, com mais equações do que incógnitas). A principal aplicação é no ajuste de funções ou equações a dados experimentais.

  • Equações diferenciais - método de Euler

    Aula única, para ajudar no EP.

    • O que é uma equação diferencial, com foco em dimensão 2 (ou sistemas de 2 equações), como transformar uma equação de segunda ordem em dimensão 2 de primeira ordem, e o método de Euler.

  • Zeros de funções

    Método de Newton, em uma ou mais variáveis.  E outros assuntos que couberem.

    • Introdução ao problema de zeros de funções. Equações. O método da bissecção. O método de Newton.

    • Método de Newton em dimensão n, com um exemplo (fictício) em dimensão 2. O mesmo exemplo, reduzido a dimensão 1 após substituição de uma equação na outra.

    • Alguns exercícios de Método de Newton. Os exercícios gráficos é para resolver lembrando qual é a motivação geométrica da fórmula de iteração do método, baseada nas tangentes.

    • Entendendo como se pode prever (ou não) o destino final de convergência dos iterados do Método de Newton em função da condição inicial escolhida.
  • Interpolação polinomial

    • Interpolação: introdução. Interpolação polinomial: enunciado do teorema básico. Notações.

      OBS: No finalzinho da aula, eu ia verificar se q(x) interpolava f, e só verifiquei q(0). Faltou verificar q(2), mas também dá certo nesse caso.

    • Interpolação polinomial: resolução direta por sistemas lineares. Resolução pelo Método de Lagrange.

    • Interpolação polinomial: uso do Método de Lagrange como argumento para demonstrar a existência; prova da unicidade do interpolador de grau n para n+1 pontos. Forma fatorada dos polinômios de grau n com n raízes. Diferença entre interpoladores ao retirar um ponto.

    • A forma de Newton da interpolação polinomial e as diferenças divididas.

    • Relação de derivadas de ordem alta com diferenças divididas: Teorema do Valor Médio generalizado. Uso desse teorema para obtenção de uma fórmula de erro para a interpolação polinomial.

    • Discussão sobre a fórmula de erro da interpolação polinomial e como usá-la. A questão da majoração de uma função por uma constante.
    • Esse texto eu fiz para complementar e explicar melhor do que meu livro esses dois tópicos. Vou colocar o texto também no tópico de integração numérica.

  • Integração numérica

    Métodos de Trapézios e de Simpson, que usam de maneira específica a interpolação polinomial para a aproximação de integrais.

    • Esse texto eu fiz para complementar e explicar melhor do que meu livro esses dois tópicos. Coloquei o texto também no tópico de interpolação polinomial.

    • Usando a fórmula de erro da interpolação polinomial para estimar quanto se erra na aproximação de uma integral num intervalo em dois casos: (i) interpolando com grau 1 os pontos extremos do intervalo; (ii) interpolando com grau 2 os pontos extremos e o ponto médio. 

      A ideia de (i) levará ao Método de Trapézios e a ideia de (ii) levará ao Método de Simpson. 

    • O Método dos Trapézios de aproximação de integrais definidas de funções reais.

    • Apresentação do Método de Simpson.

    • Um exercício completo de Método de Simpson, inclusive discussão sobre erros de arredondamento e a escolha do número de casas decimais depois da vírgula nos arredondamentos de f.

  • Interpolação de Hermite e Spline Cúbico

    • Alguns comentários sobre derivação numérica, esclarecendo um ou dois exercícios da lista. Obtenção de um polinômio cúbico que reproduz os valores e as derivadas de uma função em dois pontos distintos, passando a forma de Newton ao limite.

      (Baseado nisso, eu ia explicar, nos últimos 10 minutos, o que é a interpolação de Hermite, mas a aula foi interrompida pelo treinamento de incêndio)

    • Outra anotação da aula. Como a primeira ficou fora de ordem, estou postando esta também, como complemento.

    • Interpolação de Hermite (completando o raciocínio da aula anterior) e splines cúbicos (grampeado, natural e periódico).

  • Tópico 8

  • Tópico 9

  • Tópico 10