Teme za seminarski iz NIZ. 1. tema: Crtanje funkcije skaliranja i talasića piramidalnim algoritmom

Transcript

1 Teme za seminarski iz NIZ 1. tema: Crtanje funkcije skaliranja i talasića piramidalnim algoritmom Izbor nivoa rezolucije Zadavanje koeficijenata dilatacione jednačine (suma mora biti jednaka 2); ponuditi neke izbore Izbor šta se crta -funkcija skaliranja, talasi ili i jedno i drugo. Grafik funkcije skaliranja ili talasića, ili i jednog i drugog na istom crtežu 2. tema: Zavisnost osobina talasića od koeficijenata Nacrtati koordinatni sisrem EO i na njemu krug sa centrom u (0.5, 0.5) koji prolazi kroz koordinatni početak. Na grafiku nacrtati i prave O = E i O = 0.5 E, kao i jedinični kvadrat upisan u krug, kome je jedno teme koordinatni pocetak (to su zanimljivi izbori koeficijenata) Izbor specijalnih slučajeva parametara, ili izbor proizvoljne tačke sa grafika. Izbor nekog od poznatih talasića (Haar-ov, splajn, Daubechies talasi?). Izbor da li se prikazuje funkcija skaliranja ili talasi ili i jedno i drugo Izbor parametara E i O na slici, ako nije na skali izabran specijalni slučaj; kada se izabere tačka na grafiku, treba očitati vrednosti parametara E i O u njoj, i za odgovarajuće koeficijente nacrtati funkciju skaliranja ili talasi? (zavisno od izbora) Zadavanje broja iteracija za odredjivanje funkcije skaliranja i talasića Grafik funkcije skaliranja ili talasića, ili i jednog i drugog na istom crtežu 3. tema: Kaskadni algoritam za konstrukciju talasića Izbor Box ili Hat funkcije kao početne iteracije Zadavanje koeficijenata dilatacione jednačine (suma mora biti jednaka 2) Zadavanje broja iteracija za odredjivanje funkcije skaliranja i talasića Grafici funkcije skaliranja i talasića u svakoj iteraciji i krajnji rezultat

2 4. tema: Jacobijeva metoda za nalazenje sopstvenih vrednosti i vektora Matrica Maksimalni broj iteracija Sopstvene vrednosti i vektori Greška Ax λx Napomena: Omogućiti editovanje medjuurezultata. 5. tema: Metoda proizvoljnog vektora za delimični problem sopstvenih vrednosti Matrica Maksimalni broj iteracija Sopstvena vrednost i sopstveni vektor Greška Ax λx Grafički prikaz zavisnosti greške od indeksa iteracije 6. tema: Metoda tragova za delimični problem sopstvenih vrednosti Matrica Maksimalni broj iteracija Sopstvena vrednost i sopstveni vektor Greška Ax λx Grafički prikaz zavisnosti greške od indeksa iteracije 7. tema: Metode tipa Runge-Kutta za sistem jednačina prvog reda (p=1 Eulerova, p=2 modifikacije Eulera I i II, p=4 Runge-Kutta) Funkcije f k (x, u 1,..., u m ), k = 1,..., m Početni uslov u k (a), k = 1,..., m.

3 Interval integracije [a, b] (proverava se Rungeovim kriterijumom) Minimalna vrednost koraka Metoda Vrednosti funkcije u čvorovima Grafička reprezentacija u jednodimenzionom slučaju: grafik rešenja (ako je poznato) i izlomljenom linijom predstavljen grafik aproksimacije. Nacrtati grafik zavisnosti greške (izračunate Rungeovim kriterijumom) od koraka za različite metode (uočiti različitu brzinu konvergencije) Prikazati grafički stabilnost metoda za jednačinu u = a u, u(0) = u 0 za različiti odnos a i h Napomena: Rungeovim kriterijumom se automatski proverava da li je tačnost postignuta, i korak se polovi sve dok uslov tačnosti ne bude ispunjen ili dok korak nije manji od neke unapred zadane male vrednosti. 8. tema: Višeslojne metode - Milneova i Adamsova Funkcije f k (x, u 1,..., u m ), k = 1,..., m Početni uslov u k (a), k = 1,..., m. Interval integracije [a, b] Minimalna vrednost koraka Metoda Vrednosti funkcije u čvorovima Procena greke prema empirijskoj formuli Grafička reprezentacija u jednodimenzionom slučaju: grafik rešenja (ako je poznato) i izlomljenom linijom predstavljen grafik aproksimacije. Nacrtati grafik zavisnosti greške od koraka za različite metode (uočiti različitu brzinu konvergencije) Grafički predstaviti stabilnost metoda za jednačinu: u = a u, u(0) = u 0 za različiti odnos a i h Napomena: Početni odsečak odrediti metodom Runge-Kutta. 9. tema: Varijacione metode

4 Jednačina Granični uslovi Broj podintervala Izbor metode (Galerkinova, metoda kolokacije ili najmanjih kvadrata) Rešenje Grafičko predstavljanje rešenja Za jednačinu sa poznatim rešenjem izračunati grešku i nacrtati grafik zavisnosti greške od koraka mreže Na grafiku predstaviti tačno i numeričko rešenje Posebno analizirati jednačinu sa malim parametrom εu + u = 0, u(0) = u(1) = 1 za različite odnose parametra ε i koraka h 10. tema: Poredjenje metoda za rešavanje graničnih problema Funkcija Interval Stepen polinoma Težinska funkcija kojom je definisan skalarni proizvod Grafička reprezentacija - grafik funkcije i izlomljenom linijom predstavljeni grafici aproksimacija Grafik zavisnosti greške od koraka za različite metode (uočiti različitu brzinu konvergencije) 11. tema: Srednjekvadratna aproksimacija Funkcija koja se aproksimira Težinska funkcija kojom je definisan skalarni proizvod Interval na kome se aproksimira Stepen aproksimacionog polinoma Koeficijenti aproksimacionog polinoma Grafik funkcije i polinoma Greška aproksimacije

5 Poredjenje aproksimacija jedne funkcije polinomom odredj enog stepena za različito definisane teinske funkcije (skalarne proizvode) grafički Grafički prikazati lošu uslovljenost sistema linearnih jednačina koji se dobija ako se ne izaberu ortogonalni polinomi (izračunati uslovljenost matrice sistema) 12. tema: Polinomi najbolje ravnomerne aproksimacije Funkcija koja se aproksimira Interval na kome se aproksimira Stepen aproksimacionog polinoma Koeficijenti aproksimacionog polinoma Grafik funkcije i polinoma Greška aproksimacije Grafički prikaz zavisnosti greške aproksimacije od stepena polinoma 13. tema: Interpolacija funkcija dve promenjive Analitički ili tabelarno zadata funkcija Izbor metode interpolacije: dva puta jednodimenziona interpolacija ili Newtonov polinom sa podeljenim razlikama za dvodimenzionu interpolaciju Vrednost polinoma u tački Analitički izraz za Newtonov polinom (ako je ta opcija izabrana) Grafik funkcije i polinoma (ako je funkcija zadata analitički) 14. tema: Splajn interpolacija Analitički ili tabelarno zadata funkcija Podela intervala interpolacije Granični uslovi (zadati izvodi) Koeficijenti kubnog polinoma za svaki podinterval Vrednost splajna u datoj tački Grafik funkcije i splajna (ako je funkcija zadata analitički) Interpolisanu vrednost u tački izračunati pomoću splajna i uporediti je sa tačnom vrednošću

6 Grafički prikaz funkcije i splajnova odredjenih ravnomernom i neravnomernom podelom sa istim brojem podelaka (ako je funkcija zadata analitički). Analitički zadata funkcija Interval interpolacije 15. tema: Uporedjivanje raznih vidova interpolacije Čvorovi interpolacije ili korak tabeliranja u slučaju ravnomernog rasporeda čvorova Metoda: Lagrangeova, Hermiteova ili splajn interpolacija Uporedni grafički prikaz funkcije i interpolanata (označiti ih različitim bojama ili simbolima) Izračunavanje vrednosti funkcije i svih interpolanata u zadatoj tački Koeficijenti kubnog polinoma za svaki podinterval 1. f(x) = 1/(1 + 25x 2 ), interval interpolacije [ 1, 1]. Ovo je primer da se sa povećanjem stepena interpolacionog polinoma ne popravlja tačnost interpolacije (jer za x 1 n-ti izvod funkcije f(x) brze raste od n! 2. f(x) = x, interval interpolacije [0.001, 2]. Ovde tačku 0 treba isključiti jer je izvod beskonačan; Za naznačeni interval velika vrednost izvoda u levom kraju kvari splajn interpolaciju 3. f(x) = x exp ( x)/((x 1) 2 +1), interval interpolacije [0, 4] (4) f(x) = cot x, interval interpolacije [0.01, 0.5]