IST DMIST

Licenciatura em Engenharia Química
Licenciatura em Engenharia Biológica

Análise e Simulação Numérica (1º Semestre de 2003/2004)
Disciplina da responsabilidade da Secção de Matemática Aplicada e Análise Numérica do Departamento de Matemática do Instituto Superior Técnico.
Professor responsável: Filipe Romeiras / e-mail: filipe.romeiras@math.ist.utl.pt

Programa:

0. Introdução ao Fortran 90 

1. Representação de Números e Teoria de Erros
Representação de números. Arredondamento. Erro absoluto e relativo. Propagação de erros. Condicionamento e estabilidade.

RESOLUÇÃO DE EQUAÇÕES E SISTEMAS
2. Resolução de
Equações Não-lineares
Localização de raízes. Método do ponto fixo. Método de Newton. Método da secante. Análise de convergência.
3. Resolução de Sistemas Lineares

Normas matriciais. Número de condição de uma matriz. Métodos iterativos: métodos de Jacobi, Gauss-Seidel e de relaxação; análise de convergência.
4. Resolução de Sistemas Não-lineares
Método do ponto fixo. Método de Newton. Análise de convergência.

APROXIMAÇÃO DE FUNÇÕES
5.
Interpolação Polinomial

Interpolação polinomial de
Lagrange. Fórmula de Newton com diferenças divididas. Erro de interpolação. Nós de Chebyshev. Interpolação por splines.
6. Teoria de Aproximação

Melhor aproximação uniforme. Melhor aproximação mínimos quadrados.
Polinómios ortogonais.
7. Integração Numérica

Fórmulas de Newton-Cotes. Quadraturas de Gauss. Fórmulas compostas. Análise de erros. Integração adaptativa.

RESOLUÇÃO DE EQUAÇÕES DIFERENCIAIS ORDINÁRIAS
8. Problemas de Valor Inicial
Métodos de passo único (métodos de Euler e Runge-Kutta). Métodos de passo múltiplo (métodos de Adams-Bashforth e Adams-Moulton). Métodos preditor-corrector. Análise de erros. Consistência, convergência e estabilidade.
9. Problemas de Valor na Fronteira
Método das diferenças finitas.


Bibliografia:

- ALVES,C., Fundamentos de Análise Numérica I, Secção de Folhas, 1999.
- ALVES,C., Análise Numérica: Resumo da matéria teórica, 2001.     ( ficheiro.html  )
-
ATKINSON, K. E., An Introduction to Numerical Analysis, 2nd ed., Wiley,1989.
-
CARPENTIER, M., Análise Numérica (Teoria), Secção de Folhas - AEIST, 1993.
- DIOGO, T.,
-- Notas de Análise Numérica, Secção de Folhas - AEIST, 1996/1997.     ( ficheiro.pdf )
- ELLIS, T. M., PHILIPS, I. R., & LAHEY, T. M.,  Fortran 90 Programming,  Addison-Wesley, 1994.
- KINCAID, D. & CHENEY, W., Numerical Analysis: Mathematics of Scientific Computing, 3rd ed., Brooks/Cole, 2002.  ( http )
- LIMA, P.,
Métodos Numéricos da Álgebra Linear, Secção de Folhas - AEIST, 1997.     ( ficheiro.pdf )

Bibliografia complementar:

 -
BRAINERD, W. S., GOLDBERG, C. H., & ADAMS, J. C.,  Programmer´s Guide to Fortran 90,  3rd ed., Springer-Verlag, 1996.
 
- KRESS, R., Numerical Analysis, Springer-Verlag, 1998.



Horário de aulas teóricas:

3ª-feira     16:00-17:00     Sala:  QA      Docente:  Filipe Romeiras
4ª-feira     14:00-15:00     Sala:  GA1     Docente:  Filipe Romeiras
6ª-feira  
   14:00-15:00     Sala:  GA1     Docente:  Filipe Romeiras

Horário de aulas práticas:

2ª-feira    
10:00-12:00     Sala: Q4.5    Turma:  17301    Docente:  Isabel Santos
4ª-feira 
     8:00-10:00     Sala: Q4.2    Turma:  05301     Docente:  Luís Menano
5ª-feira    
10:00-12:00     Sala: Q4.5    Turma:  05303     Docente:  Isabel Santos
5ª-feira    
16:00-18:00     Sala: Q4.7    Turma   05302     Docente:  Isabel Santos
6ª-feira       9:00-11:00     Sala: Q4.2    Turma:  17302     Docente:  Luís Menano 

Horário de dúvidas:

 3ª- feira   18:00-19:00    Sala:  P02.09    Docente:  Filipe Romeiras  &
 4ª- feira   18:00-19:00    Sala:  P02.09    Docente:  Filipe Romeiras  &
 5ª- feira
  13:00-16:00    Sala:  P02.09     Docente:  Isabel Santos
 6ª- feira   11:00-13:00    Sala:  P02.09     Docente:  Luís Menano &&

&    Os alunos devem telefonar para a extensão 1061 da portaria do Pavilhão de Pós-Graduação antes de descerem para a Sala P02.09. 
&& Os alunos devem telefonar para a extensão 1067 da portaria do Pavilhão de Pós-Graduação antes de descerem para a Sala P02.09.

Início das aulas:

As aulas teóricas terão início no dia 16.SET.2003.  As aulas práticas terão início no dia 22.SET.2003
.


Avaliação de conhecimentos:

1. A avaliação de conhecimentos será feita por exame final e trabalho de casa com componente computacional. A nota final (NF) será a média ponderada das notas do exame (NE) e do trabalho (NT) de acordo com a fórmula
     NF = 0,75 x NE + 0,25 x NT ,
sendo aprovados os alunos com NF maior ou igual a 10 valores.
2. Os alunos poderão comparecer a ambos os exames finais (1ª e 2ª épocas). A nota do exame (NE) será a maior das notas dos exames de 1ª e 2ª épocas. NE deverá ser maior ou igual a 8,5 valores. Os alunos deverão inscrever-se previamente para os exames.
3. Os trabalhos deverão ser realizados por grupos de três ou quatro alunos. Os relatórios dos trabalhos não deverão exceder um número de páginas a fixar. A componente computacional dos
trabalhos deverá ser realizada na linguagem de programação Fortran 90. O não cumprimento do prazo de entrega dos trabalhos poderá levar a uma penalização na nota do trabalho.
4. A atribuição da nota do trabalho poderá estar condicionada a uma discussão oral do mesmo.
5. Os alunos com NF maior ou igual a 18 valores deverão comparecer a uma prova oral caso pretendam manter ou subir essa nota. Caso não o façam a nota final na disciplina será de 17
valores.


Exercícios-1.pdf

Exercícios-2.pdf

Exercícios-3.pdf

Exercícios-4.pdf

Fortran90.pdf
Estes apontamentos estão também disponíveis na Secção de Folhas da AEIST.

Exercícios-5.pdf

TRABALHOS COMPUTACIONAIS
- Os trabalhos serão distribuídos aos grupos inscritos na aula teórica de 14 Novembro de 2003  (e nos horários de dúvidas de FR da semana seguinte).
- Chama-se a atenção dos alunos que tenham feito trabalhos computacionais no ano lectivo de 2002/2003 e que não tenham obtido aprovação na disciplina que terão de fazer um trabalho computacional incidindo sobre uma parte da matéria que não foi abrangida pelos trabalhos do ano lectivo anterior. Deverão pois organizar-se em grupos e solicitar os trabalhos a FR.
- Chama-se a atenção de todos os alunos que os trabalhos computacionais são trabalhos de grupo e não trabalhos de grupo de grupos.
- Quaisquer dúvidas sobre os trabalhos poderão ser esclarecidas nos horários de dúvidas de FR.
- Os trabalhos deverão ser entregues até ao dia 9 de Janeiro de 2004.

Exercícios-6.pdf

Exercícios-7.pdf

Exercícios-8.pdf

HORÁRIO DE DÚVIDAS
Em 29 e 30 de Dezembro de 2003, e de 6 a 9 de Janeiro de 2004, das 16 às 18 horas, na Sala P02.09.  Os alunos devem telefonar para a extensão 1061 da portaria do Pavilhão de Pós-Graduação antes de descerem para a Sala P02.09.

FORMULARIO.pdf
Cada aluno poderá utilizar o seu próprio formulário, o qual não poderá exceder 10 páginas A4.

PAUTA-1.pdf

EXAME de 4.FEV.2004 - Alteração das salas e distribuição dos alunos pelas salas:
       Alunos com números terminados em   1-3-5-7-9:     Sala  V003
       Alunos com números terminados em   2-4-6-8-0:     Sala  V004

PAUTA-2.pdf

Exame-1.pdf

Exame-2.pdf

EXAME de ÉPOCA ESPECIAL
O exame realizar-se-à no dia 14.SET.2004, às 18h00, na Sala P12.
Os alunos inscritos deverão enviar-me um e-mail (Filipe.Romeiras@math.ist.utl.pt) a confirmar a presença no exame até ao dia 10.SET.2004.

EXAME de ÉPOCA ESPECIAL (alteração de data)
O exame realizar-se-à no dia 17.SET.2004, às 18h00, na Sala Q4.5.

Pauta-EE.pdf