AV2_CALCULO NUMÉRICO

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Avaliação: CCE0117_AV2_CALCULO NUMÉRICO
	Tipo de Avaliação: AV2
	Aluno: 
	Professor:
	JOAO MARQUES DE MORAES MATTOS
	Turma: 9001/AF
	Nota da Prova: 6,0 de 8,0         Nota do Trab.: 0        Nota de Partic.: 2        Data: 26/11/2014 21:29:44
	
	 1a Questão (Ref.: 201409374520)
	Pontos: Sem Correç.  / 1,5
	O que entende por matriz mal condicionada? Que cuidados devem ser tomados quando aparecem em sistemas lineares. (0,5 ponto) O que entende por convergência linear e convergência quadrática, no cálculo de raízes ?(0,5 ponto) Explique a importância do Método LU.
		
	
Resposta:
	
Gabarito: Entende-se por Matriz Mal Condicionada a matriz cujo determinante é muito pequeno quando comparado com a ordem de grandeza de seus elementos. (uma definição mais precisa exigiria definir norma de matriz). São matrizes que, quando envolvidas na solução de sistemas lineares, tornam os resultados pouco confiáveis, pois pequenos arredondamentos nos componentes da matriz, ou em resultados intermediários, alteram profundamente o cálculo final das raízes do sistema. Tendo um Sistema Linear uma matriz mal condicionada, os cálculos deverão ser feitos com a maior precisão possível, procurando-se minimizar a propagação desses erros, que são críticos nesse caso, podendo levar a resultados profundamente diferentes dos verdadeiros. Convergência¿ quando se calcula uma raiz de uma equação por um processo iterativo, busca-se, a cada nova iteração, aproximar-se mais e mais do verdadeiro valor da raiz. Em cada iteração, entretanto, há um erro associado a ela. Num método que convirja, a tendência é a da diminuição dos erros, que deverão tender a zero. Se o erro de uma iteração é aproximadamente proporcional ao erro da iteração anterior, isto é, ei+1 » k.ei , diz que a convergência é linear, sendo |k| < 1. Se ei+1 » k ei2 , isto é, se cada novo erro é proporcional ao quadrado do erro anterior, diz-se que a convergência é quadrática. Admitindo-se que os erros sejam pequenos, o quadrado do erro tende a zero mais rapidamente, daí a convergência quadrática ser mais rápida que a convergência linear. Método LU para resolução de Sistemas Lineares¿ nesse método, fatora-se a matriz do sistema no produto de duas matrizes: uma triangular inferior e outra triangular superior. Assim, transforma-se um sistema A.X = B num sistema L.U.X = B, onde L é uma matriz triangular inferior e U uma matriz triangular superior. Chamando-se U.X de Y , tem-se o sistema L.Y = B, de imediata solução, pois L é uma matriz triangular. Calculado o vetor Y, passa-se ao sistema U.X = Y, também triangular e de solução imediata. Assim calcula-se X, que é a solução do sistema A.X = B. É muito comum, na prática, ter-se que resolver sistemas onde só muda o vetor B, considerado, em geral, a carga do sistema. A solução fica acelerada pela fatoração inicial da matriz A e a resolução posterior de dois sistemas triangulares. Para cada novo vetor B, lado direito do sistema, repete-se a solução dos dois sistemas triangulares, de solução rápida.
	
	
	 2a Questão (Ref.: 201409374752)
	Pontos: 0,5  / 0,5
	Você, como engenheiro, efetuou a coleta de dados em laboratório referentes a um experimento tecnológico de sua empresa. Assim, você obteve os pontos (0,3), (1,5) e (2,6). Com base no material apresentado acerca do Método de Lagrange, tem-se que a função M0 gerada é igual a:
		
	
	(x2 - 3x - 2)/2
	
	(x2 + 3x + 2)/2
	
	(x2 + 3x + 2)/3
	
	(x2 + 3x + 3)/2
	 
	(x2 - 3x + 2)/2
	
	
	 3a Questão (Ref.: 201409406027)
	Pontos: 1,0  / 1,0
	Considere o conjunto de pontos apresentados na figura abaixo que representa o esforço ao longo de uma estrutura de concreto.
 
 
 
A interpolação de uma função que melhor se adapta aos dados apresentados acima é do tipo
		
	
	Y = ax + b
	
	 Y = b + x. log(a)
	
	 Y = b + x. ln(a)
	 
	Y = ax2 + bx + c
	
	Y = abx+c
	
	
	 4a Questão (Ref.: 201409364188)
	Pontos: 0,5  / 0,5
	Se u = (5,4,3) e v = (3,5,7), calcule 2u + v
		
	
	(10,8,6)
	
	(8,9,10)
	
	(11,14,17)
	
	(6,10,14)
	 
	(13,13,13)
	
	
	 5a Questão (Ref.: 201409364248)
	Pontos: 0,5  / 0,5
	Seja a função f(x) = x2 - 5x + 4. Considere o Método da Falsa Posição para cálculo da raiz, e os valores iniciais para pesquisa -1 e 2. Assim, empregando o método, na iteração seguinte, a raiz deverá ser pesquisada no valor:
		
	
	0
	
	-0,5
	 
	1,5
	
	1
	
	0,5
	
	
	 6a Questão (Ref.: 201409496203)
	Pontos: 0,0  / 0,5
	as funções podem ser escritas como uma série infinita de potência. O cálculo do valor de sen(x) pode ser representado por: sen(x)= x - x^3/3! +x^5/5!+⋯ Uma vez que precisaremos trabalhar com um número finito de casas decimais, esta aproximação levará a um erro conhecido como:
		
	
	erro booleano
	 
	erro de truncamento
	 
	erro de arredondamento
	
	erro absoluto
	
	erro relativo
	
	
	 7a Questão (Ref.: 201409406213)
	Pontos: 1,5  / 1,5
	Considere a seguinte integral definida . Seu valor exato é 0,25. Determine o erro ao se resolver esta integral definida utilizando o método dos trapézios com quatro intervalos (n=4)
 
DADOS:
 
 
 
03 = 0; 0,253 = 0,015625; 0,503 = 0,125; 0,753 = 0,421875 ; 13= 1
		
	
Resposta: R= Erro relativo: Erro: 0,2656 - 0,25 : 0,0156.
	
Gabarito: Erro = 0,2656 - 0,25 = 0,0156
	
Fundamentação do(a) Professor(a): Resposta correta.
	
	
	 8a Questão (Ref.: 201409364246)
	Pontos: 0,5  / 0,5
	Seja a função f(x) = x3 - 8x. Considere o Método da Falsa Posição para cálculo da raiz, e os valores iniciais para pesquisa 1 e 2. Assim, empregando o método, na iteração seguinte, a raiz deverá ser pesquisada no valor:
		
	
	-3
	
	1,5
	 
	-6
	
	2
	
	3
	
	
	 9a Questão (Ref.: 201409364238)
	Pontos: 1,0  / 1,0
	De acordo com o Teorema do Valor Intermediário, indique a opção correta de pontos extremos do intervalo para determinação da raiz da função f(x) = x3 - 4x +1
		
	
	5 e 6
	
	2 e 3
	 
	1 e 2
	
	4 e 5
	
	3 e 4
	
	
	 10a Questão (Ref.: 201409364274)
	Pontos: 0,5  / 0,5
	A raiz da função f(x) = x3 - 8x deve ser calculada empregando o Método de Newton Raphson. Assim, considerando-se o ponto inicial x0= 4, tem-se que a próxima iteração (x1) assume o valor:
		
	
	1,6
	
	3,2
	
	0,8
	 
	2,4
	
	0