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Lista_Exercicios_AP1

Lista de exercícios de Cálculo Numérico: calcular erro absoluto e relativo; aritmética de ponto flutuante (4 dígitos, truncamento); avaliar operações; executar 3 iterações e comparar cinco métodos de raiz (bissecção, posição falsa, ponto fixo, Newton, secante) e resolver exemplos com tolerâncias e soluções indicadas.

Ferramentas de estudo

Questões resolvidas

Calcule o erro relativo e o erro absoluto envolvidos nos seguintes cálculos numéricos abaixo onde o valor preciso da solução e dado por x e o valor aproximado e dado por xa.

Seja um sistema de aritmética de ponto flutuante de quatro dígitos e base decimal que armazena os números utilizando truncamento, dado os números: x = 0.7237×104 , y = 0.2145×10-3 e z = 0.2585×101.
Obtenha o erro relativo das operações abaixo. Qual das operações apresenta o maior erro?
a) x+y+z
b) x-y-z
c) x/y
d) (xy)/z
e) x(y/z)

Considerando que o zero para essa função ocorre em 0.37055, após a terceira iteração qual dos métodos está mais próximo da solução?
Calcule as 3 primeiras iterações dos 5 métodos estudados para a função abaixo: Qual é o erro absoluto e relativo do resultado aproximado obtido por cada um dos métodos após a terceira iteração?

Utilizando o Método da Bissecção, resolva a equação x3 – sen(x) = 0, com ε = 0.001.
Sol.: ???? ̅ ≅ 0.9287

Utilizando o Método da Falsa Posição, resolva a equação x2 + ln(x) = 0, com ε = 0.01.
Sol.: ???? ̅ ≅ 0.6425

Utilizando o Método do Ponto Fixo, determine a raiz da equação f(x)=2x – ln(x) – 4 com  = 10-3.
Sol.: ???? ̅ ≅ 2.4478835

Utilizando o método de Newton, determine a raiz da equação f(x) = x + 1 – sen(x) com  = 10-4.

Utilizando o método das Secantes, determine a raiz da equação f(x) = 1 - x*ln(x) = 0 (x  [1,2]).

Determine a raiz de f (x) = cos(x) + ln(x) + x = 0 com  = 10-4 e x  [0.1 ; 0,5 ], quantas iterações são necessárias para encontrar a raiz com a tolerância desejada pelo Método da Bissecção.

Determine todas as raízes de f(x)= 0.2x3–3.006x2+15.06x-25.15= 0 com  = 10-4, utilizando o Método de Newton.

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Questões resolvidas

Calcule o erro relativo e o erro absoluto envolvidos nos seguintes cálculos numéricos abaixo onde o valor preciso da solução e dado por x e o valor aproximado e dado por xa.

Seja um sistema de aritmética de ponto flutuante de quatro dígitos e base decimal que armazena os números utilizando truncamento, dado os números: x = 0.7237×104 , y = 0.2145×10-3 e z = 0.2585×101.
Obtenha o erro relativo das operações abaixo. Qual das operações apresenta o maior erro?
a) x+y+z
b) x-y-z
c) x/y
d) (xy)/z
e) x(y/z)

Considerando que o zero para essa função ocorre em 0.37055, após a terceira iteração qual dos métodos está mais próximo da solução?
Calcule as 3 primeiras iterações dos 5 métodos estudados para a função abaixo: Qual é o erro absoluto e relativo do resultado aproximado obtido por cada um dos métodos após a terceira iteração?

Utilizando o Método da Bissecção, resolva a equação x3 – sen(x) = 0, com ε = 0.001.
Sol.: ???? ̅ ≅ 0.9287

Utilizando o Método da Falsa Posição, resolva a equação x2 + ln(x) = 0, com ε = 0.01.
Sol.: ???? ̅ ≅ 0.6425

Utilizando o Método do Ponto Fixo, determine a raiz da equação f(x)=2x – ln(x) – 4 com  = 10-3.
Sol.: ???? ̅ ≅ 2.4478835

Utilizando o método de Newton, determine a raiz da equação f(x) = x + 1 – sen(x) com  = 10-4.

Utilizando o método das Secantes, determine a raiz da equação f(x) = 1 - x*ln(x) = 0 (x  [1,2]).

Determine a raiz de f (x) = cos(x) + ln(x) + x = 0 com  = 10-4 e x  [0.1 ; 0,5 ], quantas iterações são necessárias para encontrar a raiz com a tolerância desejada pelo Método da Bissecção.

Determine todas as raízes de f(x)= 0.2x3–3.006x2+15.06x-25.15= 0 com  = 10-4, utilizando o Método de Newton.

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LISTA DE EXERCÍCIOS PARA AP1 – CÁLCULO NUMÉRICO
 Aluno:Lucas Resende Fernandes
161080821
1) Calcule o erro relativo e o erro absoluto envolvidos nos seguintes cálculos numéricos abaixo onde o valor preciso da solução e dado por x e o valor aproximado e dado por xa. 
a) x = 0,0020 e xa =0,0021 b) x = 530000 e xa =529400 c) x= 2x1012 e xa =1.872 x 1012
2) Seja um sistema de aritmética de ponto flutuante de quatro dígitos e base decimal que armazena os números utilizando truncamento, dado os números: x = 0.7237×104 , y = 0.2145×10-3 e z = 0.2585×101, obtenha o erro relativo das operações abaixo. Qual das operações apresenta o maior erro? 
DICA: Lembre-se que em cada operação há sempre um fator que devemos somar para levar em consideração o fato de estarmos truncando ou arredondado os números.
a) x+y+z 	b) x-y-z 		c) x/y		d) (xy)/z 	e) x(y/z)
3) Calcule as 3 primeiras iterações dos 5 métodos estudados para a função abaixo:
 
Considerando que o zero para essa função ocorre em 0.37055, após a terceira iteração qual dos métodos está mais próximo da solução? Qual é o erro absoluto e relativo do resultado aproximado obtido por cada um dos métodos após a terceira iteração? No caso do método da bissecção qual seria no número de iterações necessárias para que se atingisse uma solução aproximada para a raiz da equação com a precisão desejada? 
 
4) Utilizando o Método da Bissecção, resolva a equação x3 – sen(x) = 0, com ε = 0.001. 
Sol.: 𝑥̅ ≅ 0.9287 
5)Utilizando o Método da Falsa Posição, resolva a equação x2 + ln(x) = 0, com ε = 0.01. 
Sol.: 𝑥̅ ≅ 0.6425
6)Utilizando o Método do Ponto Fixo, determine a raiz da equação f(x)=2x – ln(x) – 4 com = 10-3. 
Sol.: 𝑥̅ ≅ 2.4478835
7)Utilizando o método de Newton, determine a raiz da equação f(x) = x + 1 – sen(x) com = 10-4.
8) Utilizando o método das Secantes, determine a raiz da equação f(x) = 1 - x*ln(x) = 0 (x [1,2])
9) Determine a raiz de f (x) cos(x) ln(x) x 0 com = 10-4 e x [0.1 ; 0,5 ], quantas iterações são necessárias para encontrar a raiz com a tolerância desejada pelo Método da Bissecção. 
10) Determine todas as raízes de f(x)= 0.2x3–3.006x2+15.06x-25.15= 0 com = 10-4, utilizando o Método de Newton.

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