Študijska smer Study field. Samost. delo Individ. work Klinične vaje work. Vaje / Tutorial: Slovensko/Slovene

Similar documents
UČNI NAČRT PREDMETA / COURSE SYLLABUS (leto / year 2017/18) Študijska smer Study field ECTS

UČNI NAČRT PREDMETA / COURSE SYLLABUS Numerical linear algebra. Študijska smer Study field. Samost. delo Individ. work Klinične vaje work

UČNI NAČRT PREDMETA / COURSE SYLLABUS Predmet: Numerične metode 1 Course title: Numerical methods 1. Študijska smer Study field

UČNI NAČRT PREDMETA / COURSE SYLLABUS (leto / year 2017/18) Predmet: Optimizacija 1 Course title: Optimization 1. Študijska smer Study field

UČNI NAČRT PREDMETA / COURSE SYLLABUS (leto / year 2017/18) Parcialne diferencialne enačbe Partial differential equations. Študijska smer Study field

UČNI NAČRT PREDMETA / COURSE SYLLABUS (leto / year 2017/18) Predmet: Analiza 3 Course title: Analysis 3. Študijska smer Study field ECTS

UČNI NAČRT PREDMETA / COURSE SYLLABUS Predmet: Analiza 1 Course title: Analysis 1. Študijska smer Study field. Samost. delo Individ.

UČNI NAČRT PREDMETA / COURSE SYLLABUS (leto / year 2017/18) Diferencialne enačbe. Študijska smer Study field ECTS

UČNI NAČRT PREDMETA / COURSE SYLLABUS. Študijska smer Study field. Samost. delo Individ. work Klinične vaje work

UČNI NAČRT PREDMETA / COURSE SYLLABUS (leto / year 2017/18) Predmet: Algebra 1 Course title: Algebra 1. Študijska smer Study field ECTS

UČNI NAČRT PREDMETA / COURSE SYLLABUS. Študijska smer Study field. Samost. delo Individ. work Klinične vaje work

UČNI NAČRT PREDMETA / COURSE SYLLABUS (leto / year 2016/17) Diferencialne enačbe. Študijska smer Study field ECTS

UČNI NAČRT PREDMETA / COURSE SYLLABUS. Študijska smer Study field. Samost. delo Individ. work Klinične vaje work

Študijska smer Study field. Samost. delo Individ. work Klinične vaje work. Vaje / Tutorial: Slovensko/Slovene

UČNI NAČRT PREDMETA / COURSE SYLLABUS

UČNI NAČRT PREDMETA / COURSE SYLLABUS (leto / year 2017/18) Študijska smer Study field ECTS

UČNI NAČRT PREDMETA / COURSE SYLLABUS (leto / year 2017/18) Študijska smer Study field ECTS Vaje / Tutorial: slovenski / Slovene

UČNI NAČRT PREDMETA / COURSE SYLLABUS. Študijska smer Study field

Študijska smer Study field. Samost. delo Individ. work Klinične vaje work. Vaje / Tutorial: Slovensko/Slovene

UČNI NAČRT PREDMETA / COURSE SYLLABUS. Študijska smer Study field. Samost. delo Individ. work Klinične vaje work

UČNI NAČRT PREDMETA / COURSE SYLLABUS (leto / year 2017/18) Študijska smer Study field ECTS

UČNI NAČRT PREDMETA / COURSE SYLLABUS. Študijska smer Study field

UČNI NAČRT PREDMETA / COURSE SYLLABUS (leto / year 2017/18) Predmet: Statistika 2 Course title: Statistics 2. Študijska smer Study field

UČNI NAČRT PREDMETA / COURSE SYLLABUS. Študijska smer Study field

Študijska smer Study field. Samost. delo Individ. work Klinične vaje work. Vaje / Tutorial: Slovensko/Slovene

Študijska smer Study field. Klinične vaje work. Nosilec predmeta / prof. dr. Peter Legiša, prof. dr. Bojan Magajna, prof. dr.

Študijska smer Study field Konstrukcijsko mehanske inženirske znanosti Constructional and Mechanical Engineering Sciences. Vrsta predmeta Course type

Applied Numerical Analysis

NUMERICAL MATHEMATICS AND COMPUTING

UČNI NAČRT PREDMETA / COURSE SYLLABUS. Študijska smer Study field

UČNI NAČRT PREDMETA / COURSE SYLLABUS. Študijska smer Study field

Review. Numerical Methods Lecture 22. Prof. Jinbo Bi CSE, UConn

Numerical Analysis. A Comprehensive Introduction. H. R. Schwarz University of Zürich Switzerland. with a contribution by

CN - Numerical Computation

Introduction to Numerical Analysis

Numerical Mathematics

CAM Ph.D. Qualifying Exam in Numerical Analysis CONTENTS

A Cholesky LR algorithm for the positive definite symmetric diagonal-plus-semiseparable eigenproblem

UČNI NAČRT PREDMETA / COURSE SYLLABUS Analiza varnosti in tveganja v medicinski fiziki Evaluation of safety and risk in medical physics

Preface. 2 Linear Equations and Eigenvalue Problem 22

kemijsko tehnologijo Kemija UČNI NAČRT PREDMETA / COURSE SYLLABUS ANALIZNA KEMIJA I ANALYTICAL CHEMISTRY I Študijska smer Study Field

Univerzitetni študijski program prve stopnje GEODEZIJA IN GEOINFORMATIKA (BA)

Syllabus of Numerical Analysis of Different Universities Introduction to Numerical Analysis

UČNI NAČRT PREDMETA / COURSE SYLLABUS. Študijska smer Study Field

UČNI NAČRT PREDMETA / COURSE SYLLABUS Analiza varnosti in tveganja v medicinski fiziki Evaluation of safety and risk in medical physics

Numerical Methods for Engineers. and Scientists. Applications using MATLAB. An Introduction with. Vish- Subramaniam. Third Edition. Amos Gilat.

MATHEMATICAL METHODS INTERPOLATION

NUMERICAL COMPUTATION IN SCIENCE AND ENGINEERING

TABLE OF CONTENTS INTRODUCTION, APPROXIMATION & ERRORS 1. Chapter Introduction to numerical methods 1 Multiple-choice test 7 Problem set 9

Učni načrti Univerzitetni študijski program prve stopnje GEODEZIJA IN GEOINFORMATIKA (BA)

Predmet: Letnik. Semester. Semester. Academic year. Study field. Enovit / Seminar. Samost. delo. Sem. vaje ECTS. Laboratory Field work.

TEACHING NUMERICAL LINEAR ALGEBRA AT THE UNDERGRADUATE LEVEL by Biswa Nath Datta Department of Mathematical Sciences Northern Illinois University

Numerical Methods for Engineers and Scientists

PARTIAL DIFFERENTIAL EQUATIONS

1 Number Systems and Errors 1

Syllabus for the course «Linear Algebra» (Линейная алгебра)

Preface. Figures Figures appearing in the text were prepared using MATLAB R. For product information, please contact:

UČNI NAČRT PREDMETA / COURSE SYLLABUS ELEKTROKEMIJA ELECTROCHEMISTRY. Študijska smer Study Field

Jim Lambers MAT 460/560 Fall Semester Practice Final Exam

ALG - Algebra

NUMERICAL METHODS USING MATLAB

UČNI NAČRT PREDMETA / COURSE SYLLABUS ORGANOKOVINSKA IN SUPRAMOLEKULARNA KEMIJA ORGANOMETALLIC AND SUPRAMOLECULAR CHEMISTRY

oblika število ur število KT izvaja Predavanja 45 1,5 učitelj Seminar 30 1 učitelj, sodelavec SKUPAJ 75 2,5

Numerical Analysis. Introduction to. Rostam K. Saeed Karwan H.F. Jwamer Faraidun K. Hamasalh

NUMERICAL METHODS FOR ENGINEERING APPLICATION

Magistrski študijski program druge stopnje GEODEZIJA IN GEOINFORMATIKA (MA)

A THEORETICAL INTRODUCTION TO NUMERICAL ANALYSIS

CS 323: Numerical Analysis and Computing

Numerical Methods in Matrix Computations

Introduction to Applied Linear Algebra with MATLAB

Numerical Analysis for Engineers and Scientists

Introduction to Numerical Analysis

CENTRAL TEXAS COLLEGE SYLLABUS FOR MATH 2318 Linear Algebra. Semester Hours Credit: 3

An Introduction to Numerical Analysis

Barycentric coordinates for Lagrange interpolation over lattices on a simplex

Geometric Lagrange Interpolation by Planar Cubic Pythagorean-hodograph Curves

Department of Mathematical Sciences

Module name Calculus and Linear Algebra (Maths 2) To provide additional mathematical tools required for core statistical and actuarial modules

Central European University Department of Economics

COLLEGE OF THE DESERT

MA3025 Course Prerequisites

UČNI NAČRTI. Oblika število ur število KT izvaja Seminarske vaje 30 1 učitelj / sodelavec Laboratorijske vaje 60 2 sodelavec SKUPAJ 90 3

CS 323: Numerical Analysis and Computing

Lösning: Tenta Numerical Analysis för D, L. FMN011,

MATH20602 Numerical Analysis 1

MATRIX AND LINEAR ALGEBR A Aided with MATLAB

UČNI NAČRT PREDMETA / COURSE SYLLABUS. Študijska smer Study field. Semester Semester Geografija 1 Zimski Geography 1 Autumn. Lab. vaje Laboratory work

Problem 1: Toolbox (25 pts) For all of the parts of this problem, you are limited to the following sets of tools:

Mathematical Methods for Numerical Analysis and Optimization

Numerical Linear Algebra

Numerical Methods. Scientists. Engineers

Priloga E.2.2. Uč ni nač rti predmetov v š tudijškem programu EKOLOGIJA IN BIODIVERZITETA

Contents. Preface to the Third Edition (2007) Preface to the Second Edition (1992) Preface to the First Edition (1985) License and Legal Information

Intermediate Algebra

FYSA01, Physics 1: General Physics, 30 credits Fysik 1: Allmän fysik, 30 högskolepoäng First Cycle / Grundnivå

BASIC EXAM ADVANCED CALCULUS/LINEAR ALGEBRA

NUMERICAL ANALYSIS SYLLABUS MATHEMATICS PAPER IV (A)

Semester I. Mathematics I (Calculus with applications in Chemistry I) Code: MM

Computational Methods

Numerical Methods for Engineers

Transcription:

UČNI NAČRT PREDMETA / COURSE SYLLABUS Predmet: Numerične metode Course title: Numerical methods Študijski program in stopnja Study programme and level Univerzitetni študijski program 1.stopnje Fizika First cycle academic study program Physics Študijska smer Study field Letnik Acade mic year Semester Semester vse 2 drugi all 2 second Vrsta predmeta / Course type Univerzitetna koda predmeta / University course code: izbirni predmet/elective course??? Predavan ja Lectures Seminar Seminar Vaje Tutorial Klinične vaje work Druge oblike študija Samost. delo Individ. work 30 15 45 3 ECTS Nosilec predmeta / Lecturer: prof. dr. Bor Plestenjak, prof. dr. Emil Žagar Jeziki / Languages : Predavanja / Slovensko/Slovene Lectures: Vaje / Tutorial: Slovensko/Slovene Pogoji za vključitev v delo oz. za Prerequisits: opravljanje študijskih obveznosti: Vpis v letnik. Enrollment into the program. 101

Vsebina: Uvod v numerično računanje. Premična aritmetika. Izvori napak pri numeričnem računanju. Občutljivost problemov, konvergenca metod in stabilnost računskih procesov. Ocena za celotno napako. Programska oprema za numerično računanje. Sistemi linearnih enačb. Matrične norme. Občutljivost. Gaussova metoda. Analiza zaokrožitvenih napak. Pivotiranje. Posebni linearni sistemi. Nelinearne enačbe. Bisekcija. Splošna iteracija. Tangentna in sekantna metoda. Algebraične enačbe. Laguerrova metoda. Redukcija korenov. Sistemi nelinearnih enačb. Splošna iteracija. Newtonova metoda. Linearni problem najmanjših kvadratov. Predoločeni sistemi. Normalni sistem. Ortogonalni razcep. Problem lastnih vrednosti. Schurova forma. Potenčna metoda. Inverzna potenčna metoda. QR-iteracija. Interpolacija s polinomi. Lagrangeva oblika. Deljene diference. Newtonova oblika interpolacijskega polinoma. Numerično odvajanje. Numerično integriranje. Newton- Cotesova pravila. Sestavljena pravila. Rombergova ekstrapolacija. Gaussova kvadraturna pravila. Numerično reševanje navadnih diferencialnih enačb. Metode za reševanje enačb prvega reda. Enočlenske metode. Metode tipa Content (Syllabus outline): Introduction to numerical computation. Floating-point arithmetic. Sources of inexactness in numerical computation. Sensitivity of a problem, convergence of a method, stability of computation. Error analysis. Software for numerical computation. Systems of linear equations. Matrix norms. Condition number. Gaussian elimination. Error analysis. Pivoting. Special types of linear systems. Nonlinear equations. Bisection. Fixedpoint iteration. Newton's and Secant method. Algebraic equations. Laguerre's method. Root reduction. Systems of nonlinear equations. Fixedpoint iteration. Newton's metod. Linear least square problems. Overdetermined systems. Normal equations. Orthogonal decomposition. Eigenvalue problem. Schur form. Power iteration. Inverse iteration. QR iteration. Polynomial interpolation. Lagrange interpolation. Divided differences. Newton interpolation. Numerical differentiation. Numerical integration. Newton-Cotes rules. Composite rules. Romberg extrapolation. Gaussian quadrature. Numerical methods for ordinary differential equations. Methods for initial value problems. One-step methods. Runge-Kutta methods. Multistep methods. Systems of differential equations and initial value problems of higher order. 102

Runge-Kutta. Sistemi diferencialnih enačb in začetni problemi višjega reda. Temeljni literatura in viri / Readings: 1. Z. Bohte, Numerične metode. DMFA, Ljubljana 1991. 2. Z. Bohte, Numerično reševanje nelinearnih enačb. DMFA, Ljubljana 1993. 3. Z. Bohte, Numerično reševanje sistemov linearnih enačb. DMFA, Ljubljana 1995. 4. E. Zakrajšek: Uvod v numerične metode, DMFA-založništvo, Ljubljana, 2000. 5. R. L. Burden, J. D. Faires: Numerical Analysis, 8th edition, Brooks/Cole, Pacific Grove, 2005. 6. D. Kincaid, W. Cheney, Numerical Analysis : Mathematics of Scientific Computing, 3rd edition, Brooks/Cole, Pacific Grove, 2002. Cilji in kompetence: Slušatelj spozna osnove numeričnega računanja. Podrobneje spozna računanje v plavajoči vejici. V grobem spozna osnovne metode za reševanje linearnih in nelinearnih sistemov, računanje lastnih vrednosti, za interpolacijo, numerično integriranje in reševanje navadnih diferencialnih enačb. Pridobljeno znanje praktično utrdi z domačimi nalogami in reševanjem problemov s pomočjo programov Matlab oz. Mathematica. Objectives and competences: Students learn fundamentals of numerical computation. They learn in detail the fixed-point arithmetic. They learn basics of methods for systems of linear and nonlinear equations, eigenvalue computation, polynomial interpolation, numerical quadrature, and methods for the ordinary differential problems. The acquired knowledge is consolidated by homework assignements and solving problems using software for numerical computation. 103

Predvideni študijski rezultati: Znanje in razumevanje Razumevanje računanja s plavajočo vejico in izvorov napak pri numeričnem računanju. Obvladanje osnovnih algoritmov za reševanje linearnih in nelinearnih sistemov, za računanje lastnih vrednosti, interpolacijo, integriranje, in reševanje diferencialnih enačb. Znanje programiranja in uporabe Matlaba oz. drugih sorodnih orodij za reševanje tovrstnih problemov. Uporaba Ekonomično in natančno numerično reševanje različnih matematičnih problemov. Poleg matematike se uporablja še v številnih preostalih področjih vsakič, ko se da problem opisati z matematičnim modelom in se išče rezultat v numerični obliki. Številnih problemov se ne da rešiti analitično temveč le numerično, v nekaterih primerih pa je numerično reševanje mnogo ekonomičnejše bolj ekonomično od analitičnega. Refleksija Razumevanje teorije na podlagi uporabe. Prenosljive spretnosti - niso vezane le na en predmet Spretnost uporabe računalnika pri reševanju matematičnih problemov. Razumevanje razlik med eksaktnim in numeričnim računanjem. Intended learning outcomes: Knowledge and understanding: Understanding of floating-point arithmetic and sources of errors in numerical computation. Knowledge of basic numerical algorithtms for linear and multilinear systems, computing eigenvalues, interpolation, integration, and solving differential equations. Knowledge of computer programming and Matlab or other similar software for solving such problems. Application: Economical and accurate numerical solution of various mathematical problems. In addition to mathematics, numerical methods are used in many other fields when the problem can be described by a mathematical model and a result in a numerical form is required. Many problems can not be solved analytically but only numerically. Also, in some cases, the numerical solution is much more economical than the analytical one. Reflection: Understanding of the theory from the applications. Transferable skills: The ability to solve mathematical problems using a computer. Understanding the differences between the exact and the numerical computation. 104

Metode poučevanja in učenja: Predavanja, vaje, domače naloge, kolokvija, pisni izpiti in konzultacije. Learning and teaching methods: Lectures, exercises, homeworks, midterm exams, written exams, and consultations Načini ocenjevanja: Način (pisni izpit, ustno izpraševanje, naloge): Sprotno preverjanje (domače naloge, kolokviji) Končno preverjanje (pisni in ustni izpit) Ocene: 6-10 pozitivno, 1-5 negativno (v skladu s Statutom UL) Delež (v %) / Weight (in %) 50% 50% Assessment: Type (examination, oral, coursework): Continuing (homework, midterm exams) Final (written and oral exam) Grading: 6-10 pass, 1-5 fail (according to the Statute of UL) Reference nosilca / Lecturer's references: Bor Plestenjak: GHEORGHIU, C. I., HOCHSTENBACH, Michiel E., PLESTENJAK, Bor, ROMMES, Joost. Spectral collocation solutions to multiparameter Mathieu's system. Appl. math. comput., 2012, vol. 218, iss. 24, str. 11990-12000. PLESTENJAK, Bor, BAREL, Marc van, CAMP, Ellen van. A Cholesky LR algorithm for the positive definite symmetric diagonal-plus-semiseparable eigenproblem. Linear algebra appl., 2008, vol. 428, iss. 2-3, str. 586-599. PLESTENJAK, Bor. Numerical methods for the tridiagonal hyperbolic quadratic eigenvalue problem. SIAM j. matrix anal. appl., 2006, vol. 28, no. 4, str. 1157-1172. Emil Žagar: JAKLIČ, Gašper, ŽAGAR, Emil. Curvature variation minimizing cubic Hermite interpolants. Appl. math. comput., 2011, vol. 218, iss. 7, str. 3918-3924. JAKLIČ, Gašper, KOZAK, Jernej, KRAJNC, Marjetka, VITRIH, Vito, ŽAGAR, Emil. Hermite geometric interpolation by rational Bézier spatial curves. SIAM j. numer. anal., 2012, vol. 50, no. 5, str. 2695-2715. 105

KOZAK, Jernej, ŽAGAR, Emil. On geometric interpolation by polynomial curves. SIAM j. numer. anal., 2004, vol. 42, no. 3, str. 953-967 106