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Página 1 de 8 CENTRO UNIVERSITÁRIO INTERNACIONAL UNINTER ESCOLA SUPERIOR POLITÉCNICA BACHARELADO EM ENGENHARIA DE PRODUÇÃO DISCIPLINA: MÉTODOS NUMÉRICOS APLICADOS PROF. FERNANDA FONSECA ATIVIDADE PRÁTICA MÉTODOS NUMÉRICOS APLICADOS Relatório da Atividade Prática realizado, sob a orientação do Tutora Prof.ª. Fernanda Fonseca, para requisito da nota, na avalia- ção do trabalho da disciplina de MÉTODOS NUMÉRICOS APLICADOS. Aluno: _______________________________ R.U.: _____________ Curitiba – MG – Brasil 2022 Página 2 de 8 ATIVIDADE PRÁTICA Cálculo Numérico / Métodos Numéricos Aplicados QUESTÃO 1: Raízes reais de Funções Determine a raiz mais alta da função 𝑓 (𝑥) = −0,4𝑥2 + 2,2𝑥 + 4,7, com a raiz no intervalo [5; 10]: a. Utilizando o Método da Bissecção com 10 iterações. N a b c f(c) 1 5 10 7,5 -1,3 2 5 7,5 6,25 2,825 3 6,25 7,5 6,875 0,91875 4 6,875 7,5 7,1875 -0,15156 5 6,875 7,1875 7,03125 0,393359 6 7,03125 7,1875 7,109375 0,12334 7 7,109375 7,1875 7,148438 -0,0135 8 7,109375 7,148438 7,128907 0,055071 9 7,128907 7,148438 7,138673 0,020821 10 7,138673 7,148438 7,143556 0,003668 Método da Bisecção b. Utilizando o Método da Posição falsa com 10 iterações. N a b f(a) f(b) c f(c) f(a)*f(c) 1 5 10 5,7 -13,3 6,5 2,1 11,97 2 6,5 10 2,1 -13,3 6,977273 0,577066 1,211839 3 6,977273 10 0,577065193 -13,3 7,10297 0,14566 0,084055 4 7,10297 10 0,145660872 -13,3 7,134354 0,035975 0,00524 5 7,134354 10 0,035976001 -13,3 7,142085 0,008837 0,000318 6 7,142085 10 0,008835741 -13,3 7,143982 0,002168 1,92E-05 7 7,143982 10 0,002168873 -13,3 7,144448 0,000532 1,15E-06 8 7,144448 10 0,00053071 -13,3 7,144562 0,00013 6,91E-08 9 7,144562 10 0,000129931 -13,3 7,14459 3,19E-05 4,14E-09 10 7,14459 10 3,14928E-05 -13,3 7,144597 7,72E-06 2,43E-10 Método da posição falsa Página 3 de 8 c. Utilizando o Método Iterativo Linear com 10 iterações. N xi g(xi) f(xi) 1 5 6,264982 5,7 2 6,264982 4,99935 2,782960495 3 4,99935 2,407518 5,701169831 4 2,407518 -1,08256 7,678082535 5 -1,08256 -1,92324 1,849590818 6 -1,92324 -1,46385 -1,01067504 7 -1,46385 -1,74673 0,6223956 8 -1,74673 -1,58162 -0,36323208 9 -1,58162 -1,68153 0,219840119 10 -1,68153 -1,62226 -0,13036718 Função interação g(x) = 0,1818x^2 - 2,1363 Método Interativo linear d. Utilizando o Método de Newton-Raphson com 10 iterações. N xi f(xi) f'(xi) 1 5 5,7 -1,8 2 8,166667 -4,01111 -4,333333333 3 7,241026 -0,34272 -3,592820513 4 7,145634 -0,00364 -3,516507316 5 7,144599 -4,3E-07 -3,515679264 6 7,144599 0 -3,515679166 7 7,144599 0 -3,515679166 8 7,144599 0 -3,515679166 9 7,144599 0 -3,515679166 10 7,144599 0 -3,515679166 Método de Newton Raphson e. Determine a raiz real da função de forma algébrica, e determine o erro relativo dos valores estimados pelos diferentes métodos. Valores de raízes e erros em cada respectiva tabela anterior. a b c delta raiz 1 raiz 2 -0,4 2,2 4,7 12,36 -1,6446 7,144599 Raiz na forma algébica Erro Relativo(%) Bissecção 0,014604848 Posição falsa 3,07445E-05 Interativo linear -2,245319849 Newton-Raphson -2,48629E-14 Página 4 de 8 QUESTÃO 2: Integração Numérica Integre a função 𝑒𝑥 𝑑𝑥 adotando 9 subintervalos. Utilize os métodos: a b Interações Passo Intervalo 0 3 9 0,3333333 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 x 0 0,3333333 0,6666667 1 1,3333333 1,6666667 2 2,3333333 2,6666667 3 f(x) 0 0,4652041 1,2984894 2,7182818 5,0582239 8,8241501 14,778112 24,061937 38,3784429 60,2566108 a. Método dos Retângulos com a altura tomada pela esquerda. 31,860947 41,17107 22,61% Retângulos pela esquerda = Integral Real = Erro Relativo = b. Método dos Retângulos com a altura tomada pela direita. 51,946483 41,17107 26,17% Retângulos pela direita = Integral Real = Erro Relativo = c. Método dos Trapézios. 41,903715 41,17107 1,78%Erro Relativo = Trapézios = Integral Real = d. Regra 1/3 de Simpson. 41,160981 41,17107 0,02% Trapézios = Integral Real = Erro Relativo = e. Regra 3/8 de Simpson. 41,188592 41,17107 0,04% Integral Real = Erro Relativo = 3/8 de Simpson = Página 5 de 8 QUESTÃO 3: Sistemas Lineares Determine a solução do Sistema Linear abaixo pelos métodos: 5𝑥1 − 2𝑥2 + 𝑥3 = 9 {𝑥1 + 2𝑥2 − 𝑥3 = −3 −𝑥1 − 𝑥2 + 3𝑥3 = 6 a. Regra de Cramer. Figura 1 - Cramer Página 6 de 8 b. Gauss-Jacobi com 10 iterações. Figura 2 – Jacobi Página 7 de 8 c. Gauss-Seidel com 10 iterações. Figura 3 – Seidel QUESTÃO 4: Ajuste de curvas “Curitiba é a capital do Paraná, um dos três Estados que compõem a Região Sul do Brasil. Sua fundação oficial data de 29 de março de 1693, quando foi criada a Câmara. [...] A capital do Estado do Paraná, formada num altiplano 934 metros acima do nível do mar, carente de marcos de paisagem oferecidos pela natureza, acabou criando suas principais referências pela ciência e pela mão humana.” Fonte: PREFEITURA MUNICIPAL DE CURITIBA. Perfil da cidade de Curitiba. Disponível em: https://www.curitiba.pr.gov.br/conteudo/perfil-da-cidade-de-curitiba/174 Curitiba é uma cidade de clima temperado oceânico, segundo a classificação de Köppen, e com índice de pluviosidade médio acima de 1500 mm/ano. Diante disso, podemos observar a média de precipitação mensal no período de um ano na cidade de Curitiba. https://www.curitiba.pr.gov.br/conteudo/perfil-da-cidade-de-curitiba/174 https://www.curitiba.pr.gov.br/conteudo/perfil-da-cidade-de-curitiba/174 https://www.curitiba.pr.gov.br/conteudo/perfil-da-cidade-de-curitiba/174 https://www.curitiba.pr.gov.br/conteudo/perfil-da-cidade-de-curitiba/174 https://www.curitiba.pr.gov.br/conteudo/perfil-da-cidade-de-curitiba/174 https://www.curitiba.pr.gov.br/conteudo/perfil-da-cidade-de-curitiba/174 https://www.curitiba.pr.gov.br/conteudo/perfil-da-cidade-de-curitiba/174 https://www.curitiba.pr.gov.br/conteudo/perfil-da-cidade-de-curitiba/174 https://www.curitiba.pr.gov.br/conteudo/perfil-da-cidade-de-curitiba/174 https://www.curitiba.pr.gov.br/conteudo/perfil-da-cidade-de-curitiba/174 Página 8 de 8 Fonte: Climate-Data.org Para tais dados: a. Elabore o diagrama de dispersão dos dados. b. Determine o polinômio de 2º grau que melhor se ajusta aos dados utilizando os méto- dos de regressão numérica. c. Apresente o gráfico da função determinada sobre o diagrama de dispersão. Figura 4 - Gráfico de dispersão (em azuis valores de chuva reais, em laranja valores de chuva estimados) t(mês) Chuva(mm) 1 233 2 199 3 137 4 84 5 100 6 101 7 104 8 84 9 144 10 142 11 134 12 168