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Na disciplina, estudamos que frequentemente nos deparamos com problemas físicos e precisamos efetuar a modelagem e a resolução de tais problemas. P...

Na disciplina, estudamos que frequentemente nos deparamos com problemas físicos e precisamos efetuar a modelagem e a resolução de tais problemas. Para resolver as equações/funções encontradas, recorremos aos métodos numéricos de aproximação das raízes. Em nosso curso, descobrimos os métodos da bisseção, de Newton, e da iteração linear. Um problema clássico é a determinação das órbitas dos satélites. Sendo assim, conforme pode ser encontrado em Franco (2006, p. 107), a equação de Kepler, usada para determinar órbitas de satélites, é dada por: ???? = ???? − ???? ∗ ????????????(????). Agora chegou o momento de exercitar tudo que você aprendeu! Inicialmente, modele o problema dado para M=0,5 e E=0,2 e determine uma função. Em seguida, aplicando o método gráfico, isole a raiz λ em um intervalo I de comprimento 1, com a e b inteiros, isto é, I=[a,b] e b−a=1. Finalmente, utilize os métodos da bisseção, de Newton, e da iteração linear para refinar a raiz λ com uma tolerância ϵ ≤ 10−3. Na sua opinião, qual dos três métodos de refinamento pode ser considerado como o mais eficiente?
Modelar o problema dado para M=0,5 e E=0,2 e determinar uma função.
Aplicar o método gráfico para isolar a raiz λ em um intervalo I de comprimento 1, com a e b inteiros, isto é, I=[a,b] e b−a=1.
Utilizar os métodos da bisseção, de Newton, e da iteração linear para refinar a raiz λ com uma tolerância ϵ ≤ 10−3.
Indicar qual dos três métodos de refinamento pode ser considerado como o mais eficiente.
A equação de Kepler é usada para determinar órbitas de satélites.
Os métodos numéricos de aproximação das raízes são utilizados para resolver equações/funções encontradas em problemas físicos.
O método gráfico é utilizado para isolar a raiz λ em um intervalo I de comprimento 1, com a e b inteiros, isto é, I=[a,b] e b−a=1.
A tolerância ϵ deve ser menor ou igual a 10−3.
a) O método da bisseção é o mais eficiente.
b) O método de Newton é o mais eficiente.
c) O método da iteração linear é o mais eficiente.
d) Não é possível determinar qual dos três métodos é o mais eficiente com base nas informações fornecidas.

Essa pergunta também está no material:

RA2022202781-Lucas Santos-Cálculo Aplicado-Várias Variáveis-Vamos praticar unidade 2
2 pág.

Cálculo, Funções de Uma e Várias Variáveis FMU COMPLEXO EDUCACIONALFMU COMPLEXO EDUCACIONAL

💡 1 Resposta

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Para modelar o problema dado para M=0,5 e E=0,2 e determinar uma função, podemos utilizar a equação de Kepler dada por: M = E - e * sin(E) Substituindo os valores de M e E, temos: 0,5 = 0,2 - e * sin(0,2) Isolando o valor de e, temos: e = (0,2 - 0,5) / sin(0,2) e = -0,1504 A função que modela o problema é dada por: f(E) = E - e * sin(E) - M Para isolar a raiz λ em um intervalo I de comprimento 1, com a e b inteiros, podemos utilizar o método gráfico. Podemos plotar o gráfico da função f(E) e verificar em qual intervalo ela cruza o eixo x. Podemos escolher, por exemplo, o intervalo [0, 1], com a = 0 e b = 1. Verificando o gráfico, podemos ver que a raiz λ está no intervalo [0,1]. Para refinar a raiz λ com uma tolerância ϵ ≤ 10−3, podemos utilizar os métodos da bisseção, de Newton e da iteração linear. O método da bisseção consiste em dividir o intervalo ao meio e verificar em qual metade a raiz está. Esse processo é repetido até que a tolerância seja atingida. O método de Newton consiste em aproximar a função por uma reta tangente à curva e encontrar a interseção dessa reta com o eixo x. Esse processo é repetido até que a tolerância seja atingida. O método da iteração linear consiste em aproximar a função por uma reta e encontrar a interseção dessa reta com o eixo x. Esse processo é repetido até que a tolerância seja atingida. Com base nas informações fornecidas, não é possível determinar qual dos três métodos é o mais eficiente. O desempenho de cada método depende da função em questão e do intervalo escolhido.

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