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Parte inferior do formulário Parte inferior do formulário Acadêmico: Ariana Kelly Moça Bezerra (1700311) Disciplina: Cálculo Numérico (MAT28) Avaliação: Avaliação Final (Objetiva) - Individual FLEX ( Cod.:513096) ( peso.:3,00) Prova: 21453431 Nota da Prova: - Legenda: Resposta Certa Sua Resposta Errada Parte superior do formulário 1. Quando estudamos os Sistemas de Equações Lineares, deparamos com situações diversas, na qual se classificam em: possível e determinado, possível e indeterminado, indeterminado, convergente ou divergente. Para verificar se um Sistema de Equações Lineares é Convergente ou Divergente, existem dois critérios. O primeiro se chama Critério de Linhas, e diz o seguinte: para cada linha k da matriz de coeficientes de um sistema, considere a soma dos elementos desta linha em seus valores absolutos com exceção do valor que pertence à diagonal principal, tendo em vista que esse valor irá dividir a soma. Realizando este processo para todas as linhas, é necessário verificar se o maior deles é menor do que a unidade. Se for, a sequência de elementos que encontraremos no processo de iteração converge para a solução do sistema. O segundo critério recebe o nome Sassenfeld, ou seja, Gauss-Seidel, que também gera uma sequência (x^k) convergente para a solução do sistema, independentemente da escolha da aproximação inicial xo. Além disso, quanto menor for o valor adotado para B, mais rápida será a convergência. Trabalhando com o critério de linhas, método de Jacobi e, ao mesmo tempo, com o método de Gauss-Seidel, critério de Sassenfeld, faça uma análise do sistema linear a seguir, verificando se o resultado é convergente ou divergente e, na sequência, assinale a alternativa CORRETA: a) O sistema satisfaz somente o critério de linhas, convergência garantida. b) O sistema é convergente e divergente ao mesmo tempo. c) O sistema satisfaz os dois métodos, ou seja, os dois critérios garantem a convergência. d) O sistema satisfaz o critério de linhas, convergência não garantida. 2. Usando a segunda lei do movimento de Newton, podemos determinar a velocidade de uma partícula de massa m (m é constante) que foi projetada verticalmente através da equação diferencial y' = - g - ky, onde y = y(t) é a velocidade da partícula que depende do tempo t, g é a gravidade (constante) e k é uma constante que depende da resistência do ar, vamos assumir que k = 1. Usando o Método de Euler Modificado, podemos encontrar a solução numérica do PVI: a) 10,237. b) - 9,8. c) 20. d) 2,406. 3. Sabemos que a divisão de 1 por 6 é a dízima periódica 0,1666.... Quando essa operação é feita na calculadora, se ela estiver programada para fazer o arredondamento, aparecerá no visor 0,1667 (no caso de uma calculadora que mostra 5 números no visor). Esse erro de arredondamento pode ser amplificado pela mudança de base. Como é representado o número decimal 0,16666... na forma binária? a) 0,0010101... b) 0,1111111... c) 0,1010101... d) 1,0101010... 4. Um erro de modelagem, truncamento ou arredondamento é a diferença entre o valor aproximado de um cálculo e o valor exato. Acerca das características dos erros de truncamento e arredondamento, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: ( ) Não tem erro de arredondamento ou truncamento quando trabalhamos com os números binários. ( ) Um erro pode estar associado à capacidade da máquina. ( ) São causados por cálculos feitos de maneira incorreta. ( ) Os erros vão se propagando à medida que realizamos mais operações. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) V - F - V - V. b) F - V - F - V. c) V - V - F - F. d) F - F - V - V. 5. A fórmula Taylor é um recurso matemático usado para aproximar localmente uma função por um polinômio. Como os polinômios são funções bem-comportadas e com muitas propriedades o erro ocorrido na aproximação é muitas superado com todos os benefícios que temos ao trabalhar com polinômios. Por isso é muito comum usarmos o polinômio de Taylor para resolvermos equações diferenciais e outros problemas numéricos. Um dos Métodos que usam fórmula de Taylor é o método de Runge-Kutta para EDO. Sobre a solução numérica (usando o método de Runge-Kutta) para o problema de valor inicial, analise as opções na imagem a seguir: a) Somente a opção II está correta. b) Somente a opção IV está correta. c) Somente a opção III está correta. d) Somente a opção I está correta. Anexos: Formulário - Cálculo Numérico - Unidade 3 - Jaqueline 6. Quando se torna inviável resolver uma equação diferencial ordinária, lançamos mão dos métodos numéricos para encontrar uma aproximação f a esta solução y. O método de Euler é um destes métodos numéricos. Neste contexto, considere a EDO dada por y' = - 2y + 0,2 x definida no intervalo [1, 3] tal que y(1) = 1. Tomando n = 8, a equação de iteração é: a) Somente a opção IV está correta. b) Somente a opção III está correta. c) Somente a opção II está correta. d) Somente a opção I está correta. 7. A interpolação é um método que permite definir uma nova função a partir de um conjunto discreto de dados pontuais previamente conhecidos e que represente a função inicial. Sobre a interpolação polinomial de uma função f, podemos afirmar que: I- Ela é útil quando conhecemos explicitamente f. II- Quanto maior for a quantidade de pontos em que conhecemos f, melhor será a aproximação obtida por meio do polinômio. III- Sua vantagem se deve principalmente ao fato de os polinômios serem funções bem comportadas. IV- O polinômio, uma vez determinado, é único. Assinale a alternativa CORRETA: a) As sentenças I, II e III estão corretas. b) As sentenças II, III e IV estão corretas. c) As sentenças I, II e IV estão corretas. d) As sentenças I, III e IV estão corretas. 8. A matemática fornece métodos formais que permitem a determinação exata das raízes de uma função em diversos casos. Os métodos mais conhecidos permitem a determinação das raízes de polinômios de até quarto grau, ou grau maior em certas condições. Em muitas situações, a resolução matemática necessita de intuição para que elas sejam transformadas em casos resolvíveis através dos métodos conhecidos. Sobre zeros de funções, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: ( ) Chamamos de zero de uma função f ao ponto f(0). ( ) Zero de uma função e raiz de uma função são nomes diferentes para o mesmo conceito. ( ) Toda função real possui pelo menos um zero. ( ) Toda função polinomial real tem, pelo menos, um zero. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) F - F - V - F. b) V - F - V - V. c) F - V - F - F. d) V - V - F - V. 9. De uma forma geral, uma função contínua é uma função que não apresenta interrupção, ou seja, não apresenta pontos de descontinuidade. Uma função contínua f possui raiz em um intervalo [a, b] se, ao calcularmos f(a) e f(b), tivermos: a) f(a) = f(b). b) f(a) e f(b) com mesmo sinal. c) f' (a) ou f' (b) nulos. d) f(a) e f(b) com sinais trocados. 10. 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 vamos aplicar este método para a função f, supondo n = 6. Se utilizarmos 4 casas decimais nos cálculos, o valor encontrado para a integral numérica de: a) 4,6614 b) 4,9490 c) 4,9152 d) 4,5000 Anexos: CN - Regra do Trapezio Gen2 11. (ENADE, 2008) A Matemática no Ensino Médio tem papel formativo - contribui para o desenvolvimento de processos de pensamento e para a aquisição de atitudes - e caráter instrumental - pode ser aplicada às diversas áreas do conhecimento -, mas deve ser vista também como ciência, com suas características estruturais específicas. OCNEM(com adaptações). Ao planejar o estudo de funções no Ensino Médio, o professor deve observar que: a) a função quadrática é exemplo típico de comportamento de fenômenos de crescimento populacional. b) o estudo de funções polinomiais deve contemplar propriedades de polinômios e de equações algébricas. c) as funções logarítmicas podem ser usadas para transformar soma em produto. d) o objetivo do estudo de exponenciais é encontrar os zeros dessas funções. 12. (ENADE, 2014) Em uma loja de material escolar, as mercadorias caneta, lápis e borracha, de um único tipo, cada uma, são vendidas para três estudantes. O primeiro comprou uma caneta, três lápis e duas borrachas pagando R$ 10,00; o segundo adquiriu duas canetas, um lápis e uma borracha pagando R$ 9,00; o terceiro comprou três canetas, quatro lápis e três borrachas pagando R$ 19,00. Os estudantes, após as compras, sem verificarem os valores de cada mercadoria, procuraram resolver o problema: " A partir das compras efetuadas e dos respectivos valores totais pagos por eles, qual o preço da caneta, do lápis e da borracha?". Para isso, montaram um sistema de equações lineares cujas incógnitas são os preços das mercadorias. Esse sistema de equações é: a) possível determinado, podendo admitir como solução, o valor do preço da caneta, do lápis e da borracha. b) possível indeterminado, de forma que a soma dos valores possíveis da caneta, do lápis e da borracha é igual a 1/5 da adição do preço da borracha com R$ 28,00. c) possível determinado, sendo o preço da borracha mais caro que o do lápis. d) impossível, pois saber os totais das compras não garante a existência de solução. Parte inferior do formulário
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