IST DMIST
Licenciatura em Engenharia Biológica
Licenciatura em Engenharia Química

Análise e Simulação Numérica
(1º Semestre de 2005/2006)
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:

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

RESOLUÇÃO DE EQUAÇÕES E SISTEMAS
2. Resolução de
Equações Não-lineares
Localização de raízes. Método da bissecção. Método do ponto fixo. Método de Newton. Método da secante. Análise de convergência.
3. Resolução de Sistemas Lineares
Normas vectoriais e matriciais. Número de condição de uma matriz. Métodos directos: método de eliminação de Gauss. 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. Diferenciação numérica.
6. Teoria de Aproximação

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

Fórmulas de Newton-Cotes. Fórmulas de Gauss. Fórmulas compostas. Análise de erros.

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 )
- KINCAID, D. & CHENEY, W., Numerical Analysis: Mathematics of Scientific Computing, 3rd ed., Brooks/Cole, 2002.
- LIMA, P., Métodos Numéricos da Álgebra Linear, Secção de Folhas - AEIST, 1997.     ( ficheiro.pdf )

Bibliografia complementar:

- KRESS, R., Numerical Analysis, Springer-Verlag, 1998.
- PINA, P., Métodos Numéricos, McGraw-Hill, 1995.



Horário de aulas teóricas:

3ª feira     16:00-17:00     Sala:  QA02.1      Docente:  Filipe Romeiras
4ª feira     14:00-15:00     Sala:  QA02.4      Docente:  Filipe Romeiras
6ª feira  
   14:00-15:00     Sala:  QA02.4      Docente:  Filipe Romeiras

Horário de aulas práticas:

4ª feira     12:00-14:00     Sala: Q4.7    Turma:  05303     Docente: Isabel Santos
4ª feira     16:00-18:00     Sala: Q4.2    Turma:  05302     Docente: Isabel Santos
4ª feira     17:00-19:00     Sala: Q4.7    Turma:  05301     Docente: Luís Menano
6ª feira     10:00-12:00     Sala: Q4.4    Turma:  17301     Docente: Luís Menano
6ª feira     10:00-12:00     Sala: Q4.1    Turma:  17302     Docente: Isabel Santos

Horário de dúvidas (atenção às alterações introduzidas no fim da página):

 3ª- feira   18:00-19:00    Sala:  P5.32    Docente:  Filipe Romeiras    &
 4ª- feira   15:00-16:00    Sala:  P5.41    Docente:  Isabel Santos   &&  
 4ª- feira   18:00-19:00    Sala:  P5.41    Docente:  Isabel Santos   && 
 5ª- feira   18:00-19:00    Sala:  P5.32     
Docente:  Filipe Romeiras   &
 5ª- feira   12:30-13:30    Sala:  P1.12      DocentePedro Batista   &&&&
 6ª- feira   09:00-10:00    Sala:  P5.42      DocenteLuís Menano   &&&
 6ª- feira   12:30-13:30    Sala:  P5.42      DocenteLuís Menano   &&&

&           Os alunos devem telefonar para a extensão 1061 da portaria do Pavilhão de Pós-Graduação antes de subirem para a Sala P5.32.
&&        Os alunos devem telefonar para a extensão 1064 da portaria do Pavilhão de Pós-Graduação antes de subirem para a Sala P5.41.
&&&     Os alunos devem telefonar para a extensão 1067 da portaria do Pavilhão de Pós-Graduação antes de subirem para a Sala P5.42.
&&&&   Apoio aos trabalhos computacionais. Caso não apareça nenhum aluno até às 13:00 o docente ir-se-à embora.

Início das aulas:

As aulas teóricas terão início no dia  13.SET.2005.  As aulas práticas terão início nos dias  21.SET.2005 (Turmas: 05301, 05302, 05303) e 23.SET.2005 (Turmas: 17301, 17302).


Avaliação de conhecimentos:

1.  A avaliação de conhecimentos será feita por exame final (EF) e trabalho de casa com componente computacional (TCCC) .

2. Os alunos poderão comparecer a ambos os exames finais (1ª e 2ª épocas).  A nota do exame final (NEF) será a maior das notas dos exames de 1ª e 2ª épocas. A NEF deverá ser maior ou igual a 8,5 valores. Os alunos deverão inscrever-se previamente para os exames até ao 3º dia útil anterior à realização dos mesmos em pauta colocada para o efeito no átrio do elevador do 2º piso do Pavilhão de Pós-Graduação.

3.  O TCCC deverá ser realizado por grupos de três alunos, a constituir antes da entrega do enunciado. A linguagem de programação a utilizar é de preferência MATLAB, podendo também ser utilizadas FORTRAN e MATHEMATICA. O relatório do TCCC deverá ter um número limitado de páginas. O não cumprimento do prazo de entrega do TCCC poderá levar a uma penalização da nota do TCCC (NTCCC). Juntamente com o enunciado será distribuída informação sobre o número limite de páginas, os prazos de entrega e os critérios de correcção  dos relatórios.

4.  A nota final provisória (NFP) será obtida pela fórmula
      NFP = 0,75 x NEF + 0,25 x NTCCC,
onde  8.5 <= NEF <= 20,  0 <= NTCC <= 20, com valores tomados até às décimas de unidade.

5.  Os alunos com 9.5 <= NFP <= 17.4 terão Nota Final igual à NFP, arredondada ao inteiro mais próximo (arredondamento simétrico), sem prejuízo do referido no ponto 7.

6.  Os alunos com NFP >= 17.5 deverão comparecer a uma prova oral caso pretendam que a Nota Final seja igual ou superior à NFP. Caso não o façam a Nota Final será de 17 valores, sem prejuízo do referido no ponto 7.

7.  Qualquer aluno deverá comparecer a uma prova oral caso haja dúvidas da parte do professor responsável sobre NEF ou NTCCC. Caso não o faça a Nota Final da disciplina será de Reprovado.

8. No caso do Exame de Época Especial a nota final provisória será obtida pela fórmula referida no ponto 4, onde NEF designará agora a nota do Exame de Época Especial.


Sumários.pdf

Exercícios-1.pdf

Exercícios-2.pdf

Exercícios-3.pdf

Exercícios-4.pdf

Exercícios-5.pdf

Exercícios-6.pdf

Exercícios-7.pdf

Exercícios-8.pdf

Aulas práticas da Turma 17301 
A aula de substituição da aula de  2.DEZ.2005 terá lugar no dia 28.NOV.2005, das 9h00 às 11h00, na Sala F8.
Note-se que o horário inicialmente combinado (10h00-12h00) teve de ser alterado por não haver sala disponível no IST.
 
Pauta-Trabalhos.pdf
Os relatórios corrigidos (Exercícios 1 e 2) podem ser consultados no dia 15.DEZ.2005, das 17h15 às 18h15, na Sala P1.12.
Os relatórios corrigidos (Exercícios 3 e 4) podem ser consultados no dia 20.JAN.2006, das 17h00 às 18h00, na Sala P1.12.

Formulário.pdf


Horário de dúvidas:

 3ª- feira   17:00-18:00    Sala:  P5.32    Docente:  Filipe Romeiras    &            (a partir de 27.DEZ.2005)
  5ª- feira   17:00-18:00    Sala:  P5.32      Docente:  Filipe Romeiras   &            (a partir de 29.DEZ.2005)
  6ª- feira   11:00-13:00    Sala:  P5.42     
DocenteLuís Menano        &&&      (a partir de 2.JAN.2006)
  4ª- feira   17:15-18:15    Sala:  P1.12      DocentePedro Batista       &&&&   (28.DEZ.2005)

&           Os alunos devem telefonar para a extensão 1061 da portaria do Pavilhão de Pós-Graduação antes de subirem para a Sala P5.32.
&&&     Os alunos devem telefonar para a extensão 1067 da portaria do Pavilhão de Pós-Graduação antes de subirem para a Sala P5.42.
&&&&   Apoio aos trabalhos computacionais.


Aviso-1.pdf      Distribuição dos alunos pelas Salas para o exame de 10.JAN.2006.

Exame-1.pdf

Pauta.pdf
Os exames de 10.JAN.2006 podem ser consultados no dia 20.JAN.2006, das 14h30 às 16h30, na Sala P1.12.
Os exames de 24.JAN.2006 podem ser consultados no dia 03.FEV.2006, das 14h30 às 16h30, na Sala P1.12.

Aviso-2.pdf      Distribuição dos alunos pelas Salas para o exame de 24.JAN.2006.

Exame-2.pdf

Época Especial:
O exame de Época Especial realizar-se-á no dia 11.SET.2006, às 18h00, na Sala Q4.2.

Pauta-EE.pdf