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Prova Final Objetiva Prática de Calculo Numerico

Prova final objetiva (semipresencial) de Práticas de Cálculo Numérico (EEA126) com questões de múltipla escolha sobre método de Euler para EDOs, integração numérica (trapézio, Simpson, Newton‑Cotes), inversão por matriz aumentada, PVI, sistemas lineares e critérios de convergência.

Ferramentas de estudo

Questões resolvidas

O método de Euler para resolução de EDO de primeira ordem com um valor inicial, é um método simples que proporciona uma solução para problemas de PVI.
Obtenha da EDO y' - 2x - y utilizando a fórmula de Euler, com h = 0.1 e sendo y(0) = 1, o valor para y(0,2).
a) 0,85.
b) 0,87.
c) 0,83.
d) 0,9.

Com relação à integração numérica, o método do Trapézio Generalizado consiste em aplicar o método do Trapézio tantas vezes quantos forem os pontos em que conheçamos o valor da função f.
Consideremos então o intervalo [1, 4] e aplicaremos este método para a função f, supondo h = 1. Se utilizarmos três casas decimais nos cálculos, qual será o valor encontrado para a integral numérica?
a) 7,646.
b) 6,280.
c) 7,262.
d) 6,884.

Ao resolver uma equação diferencial, encontramos uma solução geral, que é uma família de soluções. Isso ocorre porque sabemos que a primitiva de uma função não está completamente determinada, deve ser adicionada uma constante na solução.
Para conseguir determinar uma solução particular, é necessário dar mais informação além da equação. Muitas vezes essa informação a mais nos informa qual o valor da função em um ponto, que chamamos de problema de valor inicial PVI. Sendo assim, para a solução geral y = cos(x) + 3x² + c, e conhecendo que y(0) = - 2, assinale a alternativa CORRETA que apresenta a solução particular:
a) y = cos(x) + 3x²
b) y = cos(x) + 3x² + 1
c) y = cos(x) + 3x² - 1
d) y = cos(x) + 3x² - 3

Na resolução de sistemas lineares, é importante conhecer os coeficientes das incógnitas do problema. É através deles que os métodos de resolução se baseiam para que possam ser resolvidos.
Analise o sistema a seguir: Referentes ax + 3y = 1 5x + by = -1 aos valores de a e b, para que o sistema apresentado tenha solução (-1,1), classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
( ) a = -1 e b = 1.
( ) a = 4 e b = 2.
( ) a = 2 e b = 4.
( ) a = 1 e b = -1.
A F - V - F - F.
B F - F - V - F.
C F - F - F - V.
D V - F - F - F

Utilizar métodos numéricos para calcular integrais parece ser algo um pouco estranho e sem sentido. No entanto, quando recordamos de algumas integrais que não são fáceis ou possíveis de serem resolvidas de forma analítica e/ou em casos em que a área a ser delimitada está expressa por pontos, notamos que os modelos numéricos são ferramentas fundamentais na matemática.
Sobre o exposto, analise as afirmativas a seguir: I- Os métodos Trapezoidal e de Simpson são métodos fechados. II- O método do trapézio sempre proporciona uma solução menor que a exata. III- O método de Newton-Cotes utiliza como ideia a interpolação de uma função. IV- O método de Simpson obtém um resultado mais próximo da exata do que o método do trapézio. Assinale a alternativa CORRETA:
a) As afirmativas I e IV estão corretas.
b) As afirmativas II e IV estão corretas.
c) As afirmativas II e III estão corretas.
d) As afirmativas I e III estão corretas.

Os critérios de convergência são grandes aliados no momento de realizar um processo iterativo, mostrando se o método pode convergir ou divergir. Para cada tipo de método de iteração, há, respectivamente, um critério que auxilia a verificar a convergência do processo. Sobre o Critério de Scarborough, utilizado para verificar a convergência em sistemas lineares, assinale a alternativa CORRETA em que a condição (a) é satisfeita:
A Na segunda e terceira equação.
B Na primeira e segunda equação.
C Na primeira equação.
D Na primeira e terceira equação.

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Questões resolvidas

O método de Euler para resolução de EDO de primeira ordem com um valor inicial, é um método simples que proporciona uma solução para problemas de PVI.
Obtenha da EDO y' - 2x - y utilizando a fórmula de Euler, com h = 0.1 e sendo y(0) = 1, o valor para y(0,2).
a) 0,85.
b) 0,87.
c) 0,83.
d) 0,9.

Com relação à integração numérica, o método do Trapézio Generalizado consiste em aplicar o método do Trapézio tantas vezes quantos forem os pontos em que conheçamos o valor da função f.
Consideremos então o intervalo [1, 4] e aplicaremos este método para a função f, supondo h = 1. Se utilizarmos três casas decimais nos cálculos, qual será o valor encontrado para a integral numérica?
a) 7,646.
b) 6,280.
c) 7,262.
d) 6,884.

Ao resolver uma equação diferencial, encontramos uma solução geral, que é uma família de soluções. Isso ocorre porque sabemos que a primitiva de uma função não está completamente determinada, deve ser adicionada uma constante na solução.
Para conseguir determinar uma solução particular, é necessário dar mais informação além da equação. Muitas vezes essa informação a mais nos informa qual o valor da função em um ponto, que chamamos de problema de valor inicial PVI. Sendo assim, para a solução geral y = cos(x) + 3x² + c, e conhecendo que y(0) = - 2, assinale a alternativa CORRETA que apresenta a solução particular:
a) y = cos(x) + 3x²
b) y = cos(x) + 3x² + 1
c) y = cos(x) + 3x² - 1
d) y = cos(x) + 3x² - 3

Na resolução de sistemas lineares, é importante conhecer os coeficientes das incógnitas do problema. É através deles que os métodos de resolução se baseiam para que possam ser resolvidos.
Analise o sistema a seguir: Referentes ax + 3y = 1 5x + by = -1 aos valores de a e b, para que o sistema apresentado tenha solução (-1,1), classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
( ) a = -1 e b = 1.
( ) a = 4 e b = 2.
( ) a = 2 e b = 4.
( ) a = 1 e b = -1.
A F - V - F - F.
B F - F - V - F.
C F - F - F - V.
D V - F - F - F

Utilizar métodos numéricos para calcular integrais parece ser algo um pouco estranho e sem sentido. No entanto, quando recordamos de algumas integrais que não são fáceis ou possíveis de serem resolvidas de forma analítica e/ou em casos em que a área a ser delimitada está expressa por pontos, notamos que os modelos numéricos são ferramentas fundamentais na matemática.
Sobre o exposto, analise as afirmativas a seguir: I- Os métodos Trapezoidal e de Simpson são métodos fechados. II- O método do trapézio sempre proporciona uma solução menor que a exata. III- O método de Newton-Cotes utiliza como ideia a interpolação de uma função. IV- O método de Simpson obtém um resultado mais próximo da exata do que o método do trapézio. Assinale a alternativa CORRETA:
a) As afirmativas I e IV estão corretas.
b) As afirmativas II e IV estão corretas.
c) As afirmativas II e III estão corretas.
d) As afirmativas I e III estão corretas.

Os critérios de convergência são grandes aliados no momento de realizar um processo iterativo, mostrando se o método pode convergir ou divergir. Para cada tipo de método de iteração, há, respectivamente, um critério que auxilia a verificar a convergência do processo. Sobre o Critério de Scarborough, utilizado para verificar a convergência em sistemas lineares, assinale a alternativa CORRETA em que a condição (a) é satisfeita:
A Na segunda e terceira equação.
B Na primeira e segunda equação.
C Na primeira equação.
D Na primeira e terceira equação.

Prévia do material em texto

Acadêmico: Maicon de Souza Joaquim (1984127)
Disciplina: Práticas de Cálculo Numérico (EEA126)
Avaliação: Avaliação Final (Objetiva) - Individual Semipresencial ( Cod.:460806) ( peso.:3,00)
Prova: 14705833
Nota da Prova: 9,00
Legenda: Resposta Certa Sua Resposta Errada 
1. O método de Euler para resolução de EDO de primeira ordem com um valor inicial, é um método simples que
proporciona uma solução para problemas de PVI. Obtenha da EDO y' - 2x - y utilizando a fórmula de Euler, com h
= 0.1 e sendo y(0) = 1, o valor para y(0,2). 
Obs.: para auxílio, disponibilizamos a tabela previamente preenchida com os dados da questão e a fórmula de
iteração.
 a) 0,85.
 b) 0,87.
 c) 0,83.
 d) 0,9.
2. Com relação à integração numérica, o método do Trapézio Generalizado consiste em aplicar o método do Trapézio
tantas vezes quantos forem os pontos em que conheçamos o valor da função f. Consideremos então o intervalo [1,
4] e aplicaremos este método para a função f, supondo h = 1. Se utilizarmos três casas decimais nos cálculos,
qual será o valor encontrado para a integral numérica?
 a) 7,262.
 b) 6,884.
 c) 7,646.
 d) 6,280.
3. Existem várias maneiras de determinar a inversa de uma matriz. Em alguns destes métodos, o mecanismo
envolvido torna-se ineficiente, devido à quantidade de linhas e colunas da matriz. Na situação a seguir, adotamos
um método prático clássico que gera a matriz aumentada [AMI] composta da matriz A concatenada com a matriz
identidade I da mesma ordem de A. O processo obedece às operações elementares sobre as linhas e tem como
objeto transformar a matriz A na matriz identidade I. Perante as operações apresentadas, identifique qual elemento
apresenta o resultado INCORRETO:
 a) Elemento a32.
 b) Elemento a23.
 c) Elemento a22.
 d) Elemento a33.
4. Ao resolver uma equação diferencial, encontramos uma solução geral, que é uma família de soluções. Isso ocorre
porque sabemos que a primitiva de uma função não está completamente determinada, deve ser adicionada uma
constante na solução. Para conseguir determinar uma solução particular, é necessário dar mais informação além
da equação. Muitas vezes essa informação a mais nos informa qual o valor da função em um ponto, que
chamamos de problema de valor inicial PVI. Sendo assim, para a solução geral y = cos(x) + 3x² + c, e conhecendo
que y(0) = - 2, assinale a alternativa CORRETA que apresenta a solução particular:
 a) y = cos(x) + 3x²
 b) y = cos(x) + 3x² + 1
 c) y = cos(x) + 3x² - 1
 d) y = cos(x) + 3x² - 3
5. Na resolução de sistemas lineares, é importante conhecer os coeficientes das incógnitas do problema. É através
deles que os métodos de resolução se baseiam para que possam ser resolvidos. Analise o sistema a seguir:
ax + 3y = 1
5x + by = -1
Referentes aos valores de a e b, para que o sistema apresentado tenha solução (-1,1), classifique V para as
sentenças verdadeiras e F para as falsas: 
( ) a = -1 e b = 1.
( ) a = 4 e b = 2.
( ) a = 2 e b = 4.
( ) a = 1 e b = -1.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
 a) F - V - F - F.
 b) V - F - F - F.
 c) F - F - F - V.
 d) F - F - V - F.
6. Utilizar métodos numéricos para calcular integrais parece ser algo um pouco estranho e sem sentido. No entanto,
quando recordamos de algumas integrais que não são fáceis ou possíveis de serem resolvidas de forma analítica
e/ou em casos em que a área a ser delimitada está expressa por pontos, notamos que os modelos numéricos são
ferramentas fundamentais na matemática. Sobre o exposto, analise as afirmativas a seguir:
I- Os métodos Trapezoidal e de Simpson são métodos fechados.
II- O método do trapézio sempre proporciona uma solução menor que a exata. 
III- O método de Newton-Cotes utiliza como ideia a interpolação de uma função.
IV- O método de Simpson obtém um resultado mais próximo da exata do que o método do trapézio.
Assinale a alternativa CORRETA:
 a) As afirmativas I e IV estão corretas.
 b) As afirmativas II e IV estão corretas.
 c) As afirmativas II e III estão corretas.
 d) As afirmativas I e III estão corretas.
7. Os critérios de convergência são grandes aliados no momento de realizar um processo iterativo, mostrando se o
método pode convergir ou divergir. Para cada tipo de método de iteração, há, respectivamente, um critério que
auxilia a verificar a convergência do processo. Sobre o Critério de Scarborough, utilizado para verificar a
convergência em sistemas lineares, assinale a alternativa CORRETA em que a condição (a) é satisfeita:
 a) Na segunda e terceira equação.
 b) Na primeira e terceira equação.
 c) Na primeira e segunda equação.
 d) Na primeira equação.
8. As expressões algébricas que se formam a partir da união de duas ou mais variáveis e constantes, relacionadas
através de operações de multiplicação, subtração ou adição, recebem o nome de polinômios. Dado o polinômio P
(x) = 0,6x² + 0,9x + 1, determine seu valor para x = 0,4:
 a) 1,456.
 b) 1,6.
 c) 1,324.
 d) 2,104.
9. No método da bisseção, podemos estipular a quantidade de iterações necessárias para se obter uma aproximação
desejada da solução. Para isso, é necessário estabelecer o intervalo [a, b] em que a raiz está contida e determinar
o erro que será aplicado. Supondo que para uma certa equação o intervalo de [-2; 1] contém uma raiz e um erro de
0.01, determine a quantidade de iterações seguindo a expressão:
 a) 9 iterações.
 b) 8 iterações.
 c) 6 iterações.
 d) 7 iterações.
10. Uma das aplicações da interpolação é a de aproximação de funções complexas para funções mais fáceis.
Suponha que tenhamos uma função e que seja muito mais difícil avaliá-la da forma em que se encontra. Pode-se,
então, escolher alguns valores referência da função antiga e tentar interpolar estes dados para construir uma
função mais fácil. Assinale a alternativa CORRETA que apresenta o significado de interpolar:
 a) Aproximar uma função por meio de uma outra função, geralmente polinomial.
 b) Representar as equações lineares no plano cartesiano quando as incógnitas se acham igualmente relacionadas
à mesma função.
 c) Resolver a integral quando o intervalo for constante em relação à variável.
 d) É um modo de utilizar a regra dos trapézios quando o número de dados é elevado.

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