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Exercicio cal numerio, Exercícios de Cálculo Numérico

O Cálculo Numérico é um ramo da matemática que desenvolve métodos para resolver problemas matemáticos de forma aproximada, utilizando operações aritméticas e algoritmos computacionais. Esse campo é essencial em diversas áreas da engenharia, física, economia e computação, onde soluções exatas nem sempre são viáveis ou possíveis.

Tipologia: Exercícios

2023

Compartilhado em 10/03/2025

igor-vasconcelos-da-fonseca
igor-vasconcelos-da-fonseca 🇧🇷

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Lista 2 - C´
alculo Num´
erico
Obs: Contas sem justificativa n˜
ao ser˜
ao consideradas.
1. Seja o seguinte sistema linear
2x1+x2= 1,
3x1+ 4x2=2.
Considere, X=0
0,= 0.3.
a) Verifique que o sistema linear, satisfaz o crit´
erio das linhas. α= max
1knαk<
1,sendo αk= n
X
j=1,j6=k
|akj |!/|akk |
b) Aplique o m´
etodo do Gauss-Jacobi ao sistema linear.
2. Seja o seguinte sistema linear
5x12x2x3=1,
3x1+ 9x2+x3= 2,
2x1x27x3= 3.
a) Verifique, se o sistema linear satisfaz ou crit´
erio das linhas ou de Sassen-
feld. Crit´
erio de Sassenfeld. β= max
1knβk<1,βk=1
|akk| k1
X
j=1
|akj |βj+
n
X
j=k+1
|akj |!, k =
{1,2, . . . , n}.
b) Considere, X=
0
0
0
,= 0.5. Calcule a soluc¸˜
ao do sistema linear,
utilizando Gauss-Seidel e Gauss Jacobi.
3. Seja o seguinte sistema linear
3x1+ 1x3= 3,
1x12x2x3= 1,
3x1+ 1x2+ 2x3= 9.
a) Identifique o modelo, que devemos aplicar: Gaus-Jacobi ou Gauss-Seidel
no sistema linear. Justifique sua resposta.
b) Considere X(0) =
0
2
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,= 0.5. E resolva utilizando a resposta do item
(a). Obs. Caso as iterac¸ ˜
oes superem 5, de como resposta o vetor X(5) e
calcule A·X(5) e compare com o vetor b=
3
1
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, do sistema linear .
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Lista 2 - C´alculo Num´erico

Obs: Contas sem justificativa n˜ao ser˜ao consideradas.

  1. Seja o seguinte sistema linear

2 x 1 + x 2 = 1, − 3 x 1 + 4x 2 = − 2.

Considere, X =

[

]

a) Verifique que o sistema linear, satisfaz o crit´erio das linhas. α = max 1 ≤k≤n αk <

1 , sendo αk =

( (^) n ∑

j=1,j 6 =k

|akj |

/|akk|

b) Aplique o m´etodo do Gauss-Jacobi ao sistema linear.

  1. Seja o seguinte sistema linear

5 x 1 − 2 x 2 − x 3 = − 1 , − 3 x 1 + 9x 2 + x 3 = 2, 2 x 1 − x 2 − 7 x 3 = 3.

a) Verifique, se o sistema linear satisfaz ou crit´erio das linhas ou de Sassen-

feld. Crit´erio de Sassenfeld. β = max 1 ≤k≤n βk < 1 , βk =

|akk|

(k− 1 ∑

j=

|akj |βj +

∑^ n

j=k+

|akj |

, k

{ 1 , 2 ,... , n}.

b) Considere, X =

,  = 0. 5. Calcule a soluc¸ ˜ao do sistema linear,

utilizando Gauss-Seidel e Gauss Jacobi.

  1. Seja o seguinte sistema linear

3 x 1 + 1x 3 = 3, 1 x 1 − 2 x 2 − x 3 = 1, 3 x 1 + 1x 2 + 2x 3 = 9.

a) Identifique o modelo, que devemos aplicar: Gaus-Jacobi ou Gauss-Seidel no sistema linear. Justifique sua resposta.

b) Considere X(0)^ =

,  = 0. 5. E resolva utilizando a resposta do item

(a). Obs. Caso as iterac¸ ˜oes superem 5, de como resposta o vetor X(5)^ e

calcule A · X(5)^ e compare com o vetor b =

, do sistema linear.

  1. Na tabela est´a a produc¸ ˜ao seguir est´a assinalado o n´umero de habitantes de uma cidade A em quatro censos.

Ano 1950 1960 No^ de Habitantes 352.724 683.

Tabela 1. N ´umero de habitantes da cidade A em diferentes anos

Determinar o n´umero aproximado de habitantes na cidade A em 1955.

  1. A partir das informac¸ ˜oes existentes na tabela, determine:

xi yi 0.0 0. 0.2 1. 0.4 2. 0.6 3.

Determine o polinˆomio interpolador de Lagrange e Newton e em cada caso deter- mine P (0.3).

  1. Determinar o valor aproximado de f (0.3), usando todos os pontos tabelados:

xi yi 0 0. 0.2 0. 0.4 0. 0.6 0. 0.8 1.

Tabela 2. Tabela de dados fornecidos

Dica: Utilize o m´etodo de Newton.