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ATIVIDADE CONTEXTUALIZADA CÁLCULO NUMÉRICO Manasses da Paz farias Francelino Matrícula01421625 Engenharia Elétrica Um engenheiro responsável pelo projeto de duplicação de uma avenida em uma cidade hipotética implantou um aparelho no local capaz de mensurar, por hora, a quantidade de carros que se moviam pela avenida. Os dados referentes a tal medição, no decorrer de um dia, estão dispostos na tabela a seguir: Hora Carros Hora Carros 0h 5 12h 28 1h 4 13h 17 2h 0 14h 8 3h 0 15h 10 4h 3 16h 14 5h 5 17h 19 6h 9 18h 22 7h 12 19h 10 8h 20 20h 11 9h 12 21h 9 10h 5 22h 9 11h 10 23h 4 O mesmo optou por encontrar um polinômio interpolador, o usado três pontos compreendendo os horários 16h e 18h, assim, obter um polinômio quadrático. Para encontrar o polinômio interpolador usaremos método de Lagrange, com os horários estabelecidos 16h, 17h e 18h, tem-se respectivamente a quantidade de carros 14, 19 e 22; ou seja, formou-se os seguintes pontos: P1(14,16) P2(19,17) P3(22,18), dessa forma, calculou-se os valores de L0, L1, L2. Pontos: P1 (16,14) P2 (17,19) P3 (18,22) 𝑃2(𝑥) = 𝑙0 ∗ 𝑓(𝑥0) + 𝑙1 ∗ 𝑓(𝑥1) + 𝑙2 ∗ 𝑓(𝑥2) Encontrar o valor para 𝑙0 𝑙0 = (𝑥 − 𝑥1) ∗ (𝑥 − 𝑥2) (𝑥0−𝑥1) ∗ (𝑥0−𝑥2) => (𝑥 − 17) ∗ (𝑥 − 18) (16 − 17) ∗ (16 − 18) => (𝑥 − 17) ∗ (𝑥 − 18) (−1) ∗ (−1) = 𝑥2 − 35𝑥 + 306 2 Valor encontrado para 𝑙0 = (𝑥2−35𝑥+306) 2 Encontrar o valor para 𝑙1 𝑙1 = (𝑥 − 𝑥0) ∗ (𝑥 − 𝑥2) (𝑥1 − 𝑥0) ∗ (𝑥1 − 𝑥2) => (𝑥 − 16) ∗ (𝑥 − 18) (17 − 16) ∗ (17 − 18) => (𝑥 − 16) ∗ (𝑥 − 18) (1) ∗ (−1) = 𝑥2 − 34𝑥 + 288 −1 Valor encontrado para 𝑙1 = 𝑥2−34𝑥+288 −1 Encontrar o valor para 𝑙2 = (𝑥 − 𝑥0) ∗ (𝑥 − 𝑥1) (𝑥2−𝑥0) ∗ (𝑥2−𝑥1) => (𝑥 − 16) ∗ (𝑥 − 17) (18 − 16) ∗ (18 − 17) => (𝑥 − 16) ∗ (𝑥 − 17) (2) ∗ (1) = 𝑥2 − 33𝑥 + 272 2 Valor encontrado para 𝑙2 = 𝑥2−33𝑥+272 2 Agora será substituído os valores de L0,L1,L2 em F(x),F(x),F(x), respectivamente na formula a seguir, P2(x)= F(x0).L0 + F(x1).L1 + F(x2).L2, 𝑃2(𝑥) = 14(𝑥2 − 35𝑥 + 306) 2 + 19(𝑥2 − 34𝑥 + 288) −1 + 22(𝑥2 − 33𝑥 + 272) 2 𝑃2(𝑥) = 7(𝑥 2 − 35𝑥 + 306) − 19(𝑥2 − 34𝑥 + 288) + 11(𝑥2 − 33𝑥 + 272) 𝑃2(𝑥) = (7𝑥 2 − 245𝑥 + 2142 − 19𝑥2 + 646𝑥 − 5472 + 11𝑥2 − 363𝑥 + 2992) 𝑃2(𝑥) = 7𝑥 2 + 11𝑥2 − 19𝑥2 + 646𝑥 − 245𝑥 − 363𝑥 − 5472 + 2124 + 2992 𝑃2(𝑥) = −(𝑥) 2 + 38𝑥 − 388 Polinômio interpolador 𝑃2(𝑥) = (𝑥) 2 + 38𝑥 − 338 Agora, depois de encontrado o polinômio interpolador, faremos a verificação substituído os “X” pelos pontos 16,17,18. Verificando o ponto referente a 16 horas. 𝑃2(𝑥) = −(𝑥) 2 + 38𝑥 − 338 −(16)2 + (38 ∗ 16) − 338 −256 + 608 − 338 = 14 Verificando o ponto referente a 17 horas. 𝑃2(𝑥) = −(𝑥) 2 + 38𝑥 − 338 −(17)2 + (38 ∗ 17) − 338 −289 + 646 − 338 = 19 Verificando o ponto referente a 18 horas. 𝑃2(𝑥) = −(𝑥) 2 + 38𝑥 − 338 −(18)2 + (38 ∗ 18) − 338 −324 + 684 − 338 = 22 Referências bibliográficas. Interpolação polinomial – Método de Lagrange. [S, l.: s. n], 2 020. 1 vídeo (15 :50 min). Publicado pelo canal Prof. Murakami - Matemática Disponível em https://www.youtube.com/watch? v=tf2zKz8FVzU. FUNÇÃO DO SEGUNDO GRAU - Função Quadrática. [S, l.: s. n],2021.1 Vídeo (08:37 min). Publicado pelo canal Marcos Aba matemática. Disponível em. https://www.youtube.com/watch? v=BtC-JXHA4QU. AIMI, Anderson Luis, et al. Interpolação polinomial. 2008. Disponível em: https://repositorio.ufsc.br/bitstream/ha ndle/123456789/119560/Anderson.pdf?sequence=1.
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