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14/04/2021 GRA1593 CÁLCULO NUMÉRICO COMPUTACIONAL GR0567211 - 202110.ead-14902.01 https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_engine_soap-BBLEARN/Controller?COURSE_ID=_670524_1 1/7 Pergunta 1 Resposta Selecionada: Resposta Correta: Comentário da resposta: Um modelo matemático raramente oferece uma representação exata dos fenômenos físicos. A partir do apresentado, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas. I. A maioria dos modelos matemáticos é idealizada. Pois: II. Para estudar fenômenos naturais, na maioria das vezes, precisamos impor condições que simplificam os problemas. A seguir, assinale a alternativa correta: As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I. As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I. Resposta correta. A alternativa está correta, pois a asserção I é uma proposição verdadeira, uma vez que a maioria dos modelos matemáticos utilizados se refere a uma aproximação da realidade. A asserção II também é verdadeira e justifica a I, pois, para estudar fenômenos naturais, na maioria das vezes, precisamos impor condições que simplificam os problemas, tornando-os tratáveis. Pergunta 2 Resposta Selecionada: Resposta Correta: Comentário da resposta: De determinada função real , conhecemos as imagens para apenas dois valores de e desejamos calcular uma aproximação para um terceiro valor de . Suponha que os pontos conhecidos sejam e . Usando interpolação linear, calcule uma aproximação para . Sendo assim, assinale a opção que corresponde à alternativa correta: 10,8924. 10,8924. Resposta correta. A alternativa está correta, pois, aplicando a interpolação linear para os dois pontos fornecidos, encontramos e e, consequentemente, o polinômio interpolador é igual a . Portanto, a aproximação desejada é igual a . Pergunta 3 Franco (2013) A seção reta de um veleiro está mostrada na Figura abaixo: 1 em 1 pontos 1 em 1 pontos 1 em 1 pontos 14/04/2021 GRA1593 CÁLCULO NUMÉRICO COMPUTACIONAL GR0567211 - 202110.ead-14902.01 https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_engine_soap-BBLEARN/Controller?COURSE_ID=_670524_1 2/7 Resposta Selecionada: Resposta Correta: Comentário da resposta: Fonte: Franco, Neide Maria Bertoldi. Cálculo Numérico. São Paulo: Editora Pearson, 2013, p. 376. A força que o vento exerce sobre o mastro (devido às velas) varia conforme a altura (em metros) a partir do convés. Medidas experimentais constataram que a força resultante exercida sobre o mastro (em ) é dada pela equação: , Usando a regra dos trapézios composta, com 11 pontos distintos, desconsiderando a fórmula do erro de truncamento, calcule essa força resultante. Referência: Franco, Neide Maria Bertoldi. Cálculo Numérico. São Paulo: Editora Pearson, 2013. 1,69 kN 1,69 kN Resposta correta. A alternativa está correta, pois aplicando a regra dos trapézios composta com 11 pontos distintos, temos Assim, arrumando e substituindo os pontos dados na tabela, podemos calcular o valor de kN. 0 0 0 1 1 0,163746151 2 2 0,223440015 3 3 0,235204987 4 4 0,224664482 5 5 0,204377467 6 6 0,180716527 7 7 0,156925341 8 8 0,134597679 9 9 0,114437692 14/04/2021 GRA1593 CÁLCULO NUMÉRICO COMPUTACIONAL GR0567211 - 202110.ead-14902.01 https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_engine_soap-BBLEARN/Controller?COURSE_ID=_670524_1 3/7 10 10 0,096668059 Pergunta 4 Resposta Selecionada: Resposta Correta: Comentário da resposta: O número de bilhões de indivíduos de determinada bactéria poluente está decaindo em função do tempo t (a partir de t=0), em um lago por intermédio da função . Aplique o método de Newton com uma tolerância e o menor número possível de iterações para estimar o tempo necessário que a quantidade de bactérias seja reduzida para 5 bilhões de indivíduos. Assinale a alternativa correta. 2,12967481. 2,12967481. Resposta correta. A alternativa está correta, pois, ao aplicarmos o método de Newton à equação , determinamos que satisfaz a tolerância informada, conforme a tabela a seguir: 0 2 0,636864727 -5,3890249 1 2,1181781 0,05174436 -4,5384018 0,1181781 2 2,12957955 0,000425232 -4,4640208 0,01140145 3 2,12967481 2,93452E-08 -4,4634047 9,5258E-05 Pergunta 5 Resposta Selecionada: Resposta Correta: Comentário da resposta: Sabe-se que a velocidade do som na água varia com a temperatura. Dessa forma, usando todos os valores da tabela abaixo, calcule o valor aproximado da velocidade do som na água a 101,5 graus Celsius. Na sequência, assinale a alternativa correta: Temperatura (graus Celsius) Velocidade ( ) 86,0 1552 93,3 1548 98,9 1544 104,4 1538 Fonte: Adaptada de Barroso et al . (1987). BARROSO, L. C. et al . Cálculo numérico (com aplicações). 2. ed. São Paulo: Harbra, 1987. 1541,49 1541,49 Resposta correta. A alternativa está correta, pois, partindo da fórmula de Lagrange para os quatro pontos fornecidos, temos: 1 em 1 pontos 1 em 1 pontos 14/04/2021 GRA1593 CÁLCULO NUMÉRICO COMPUTACIONAL GR0567211 - 202110.ead-14902.01 https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_engine_soap-BBLEARN/Controller?COURSE_ID=_670524_1 4/7 0 86 1552 1 93,3 1548 2 98,9 1544 3 104,4 1538 Assim, podemos substituir os valores de , , i=0,1,2,3, e calcular o valor de diretamente: . Pergunta 6 Resposta Selecionada: Resposta Correta: Comentário da resposta: Suponha que um motorista realizou a leitura da velocidade instantânea de um veículo em alguns momentos específicos e registrou esses dados como na tabela abaixo: t (min) 0 5 10 15 20 25 30 35 v (km/h) 42 47 50 55 60 62 70 80 Fonte: Elaborada pelo autor. Como o motorista esqueceu de anotar a quilometragem do veículo e deseja saber uma aproximação da distância percorrida, calcule essa aproximação a partir da regra dos trapézios composta sobre todos os pontos dados na tabela. 33,75 km 33,75 km Resposta correta. A alternativa está correta, pois aplicando a regra dos trapézios composta com 8 pontos distintos, temos Assim, arrumando e substituindo os pontos dados na tabela, podemos calcular o valor de km. 0 0 42 1 5 47 2 10 50 3 15 55 4 20 60 5 25 62 6 30 70 7 35 80 1 em 1 pontos 1 em 1 pontos 14/04/2021 GRA1593 CÁLCULO NUMÉRICO COMPUTACIONAL GR0567211 - 202110.ead-14902.01 https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_engine_soap-BBLEARN/Controller?COURSE_ID=_670524_1 5/7 Pergunta 7 Resposta Selecionada: Resposta Correta: Comentário da resposta: As técnicas de interpolação numérica são muito úteis quando não conhecemos a lei de formação de uma função. Em vista disso, sendo uma função real conhecida apenas em alguns pontos conforme a tabela abaixo, calcule uma aproximação para utilizando interpolação linear e os pontos dados na tabela. Sendo assim, assinale a opção que corresponde à alternativa correta: 0 4 0,508 1 4,3 0,536 Fonte: Elaborada pelo autor. 0,527. 0,527. Resposta correta. A alternativa está correta, pois, aplicando a interpolação linear para os dois pontos fornecidos, encontramos e e, consequentemente, o polinômio interpolador é igual a . Portanto, a aproximação desejada é igual a . Pergunta 8 Resposta Selecionada: Resposta Correta: Comentário da resposta: Uma aplicação dos métodos numéricos é o cálculo de raízes de funções. Ao utilizar o método da bisseção, calcule a quarta ( ) aproximação da raiz positiva da função . Para tanto, isole a raiz em um intervalo e ( e naturais) de comprimento 1, isto é, . Note que, ao determinar a raiz positiva da função dada, você estará calculando uma aproximação para a raiz cúbica de 10. Assinale a alternativa correta: 2,18750. 2,18750. Resposta correta. A alternativa está correta, pois, ao aplicarmos o método da bisseção, podemos calcular : n (-) (+) 0 2 3 2,5 5,625-2 17 1 2 2,5 2,25 1,390625 0,25 2 2 2,25 2,125 -0,4042969 0,125 3 2,125 2,25 2,1875 0,4675293 0,0625 1 em 1 pontos 14/04/2021 GRA1593 CÁLCULO NUMÉRICO COMPUTACIONAL GR0567211 - 202110.ead-14902.01 https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_engine_soap-BBLEARN/Controller?COURSE_ID=_670524_1 6/7 Pergunta 9 Resposta Selecionada: Resposta Correta: Comentário da resposta: Antes de aplicarmos o método de Newton para refinamento das raízes de uma função, devemos realizar o isolamento das raízes por meio do método gráfico. Nesse sentido, suponha que esse trabalho inicial foi realizado e determinamos que . Dessa forma, considere a função e uma tolerância . Ao utilizarmos o método de Newton, assinale a alternativa que corresponde ao número mínimo de iterações necessárias para encontrarmos uma raiz pertencente ao intervalo . 5. 5. Resposta correta. A alternativa está correta, pois aplicando o método de Newton para a função , verificamos que o número mínimo de iterações com a tolerância e intervalos dados é igual a 5, conforme tabela a seguir: 0 0,1 -2,2025851 11 1 0,30023501 -0,9029547 4,33072417 0,20023501 2 0,50873472 -0,1670939 2,965661 0,20849971 3 0,56507759 -0,0057146 2,76966848 0,05634287 4 0,56714088 -6,65E-06 2,76323032 0,00206329 5 0,56714329 -9,003E-12 2,76322283 2,4066E-06 Pergunta 10 Resposta Selecionada: Resposta Correta: Comentário da resposta: Frequentemente, precisamos encontrar raízes de funções/equações associadas a problemas da Engenharia/Ciência. Um problema clássico é a determinação das órbitas dos satélites. A equação de Kepler, usada para determinar órbitas de satélites, é dada por: Suponha que sejam conhecidos e . Usando o método da iteração linear, calcule a raiz da equação dada, com uma tolerância e o menor número possível de iterações. Para isso, isole a raiz num intervalo de comprimento 1, ou seja, ( e naturais) e . FRANCO, N. M. B. Cálculo Numérico . São Paulo: Pearson, 2006. Assinale a alternativa correta. 0,8176584. 0,8176584. Resposta correta. A alternativa está correta, pois aplicando o método da iteração linear e calculando a função , encontramos , conforme a 1 em 1 pontos 1 em 1 pontos 14/04/2021 GRA1593 CÁLCULO NUMÉRICO COMPUTACIONAL GR0567211 - 202110.ead-14902.01 https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_engine_soap-BBLEARN/Controller?COURSE_ID=_670524_1 7/7 tabela a seguir: 0 0,2 1 0,6596008 0,459600799 2 0,78384043 0,124239632 3 0,81180133 0,027960901 4 0,8176584 0,005857072
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