ΜΑΣ 191. Μαθηματικά με Υπολογιστές Ενδιάμεση εργαστηριακή εξέταση 26 Απριλίου 2007

Σχετικά έγγραφα
ΜΑΣ 191. Μαθηματικά με Υπολογιστές Ενδιάμεση εργαστηριακή εξέταση 9 Απριλίου 2009

8 ΕΠΙΛΥΣΗ ΜΗ ΓΡΑΜΜΙΚΩΝ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ

10 ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ

Ένα πρόβλημα στη μετεωρολογία

11 ΣΥΝΗΘΕΙΣ ΔΙΑΦΟΡΙΚΕΣ ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ

Το πρόγραμμα συγχρηματοδοτείται 75% από το Ευρωπαϊκό κοινωνικό ταμείο και 25% από εθνικούς πόρους.

ΜΑΣ 191. Μαθηματικά με Υπολογιστές Διδάσκων: Γιώργος Γεωργίου Ενδιάμεση εξέταση Θεωρία 18 Μαρτίου 2009

Στη MATLAB τα πολυώνυμα αναπαριστώνται από διανύσματα που περιέχουν τους συντελεστές τους σε κατιούσα διάταξη. Για παράδειγμα το πολυώνυμο

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ Τελική Εξέταση Ι. Λυχναρόπουλος

Εργαστήριο Μαθηματικής Ανάλυσης Ι. Εισαγωγή στη Matlab Βασικές Συναρτήσεις-Γραφικές παραστάσεις. Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας. Σχολή Θετικών Επιστημών

4. Εισαγωγή στο Matlab

Μαρία Λουκά. Εργαστήριο Matlab Πολυώνυμα - Παρεμβολή. Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών.

Β ΜΕΡΟΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΟΥ MATLAB ΣΤΗΝ ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ

Εισαγωγή στους Υπολογιστές

ΣΥΝΗΘΕΙΣ ΔΙΑΦΟΡΙΚΕΣ ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ ΣΤΗ MATLAB

Αριθμητικές Μέθοδοι σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον (Εργαστήριο 7)

Matlab. Εισαγωγικές έννοιες. C. C. Katsidis

f x και τέσσερα ζευγάρια σημείων

Ο ΗΓΙΕΣ ΧΡΗΣΗΣ ΤΟΥ MATLAB

Εισαγωγή στην Αριθμητική Ανάλυση

Προγραμματισμός και Χρήση Ηλεκτρονικών Υπολογιστών - Βασικά Εργαλεία Λογισμικού

1. Κατασκευάστε ένα διάνυσμα με στοιχεία τους ζυγούς αριθμούς μεταξύ του 31 και 75

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ Ι

ΜΑΣ 473/673: Μέθοδοι Πεπερασμένων Στοιχείων

Αριθμητική παραγώγιση εκφράσεις πεπερασμένων διαφορών

Προγραμματισμός Ηλεκτρονικών Υπολογιστών 2 - Εργαστήριο

ΜΑΣ 371: Αριθμητική Ανάλυση ΙI ΑΣΚΗΣΕΙΣ. 1. Να βρεθεί το πολυώνυμο Lagrange για τα σημεία (0, 1), (1, 2) και (4, 2).

Εισαγωγή στη Matlab Εισαγωγή στην Αριθμητική Ανάλυση Διδάσκων: Γεώργιος Ακρίβης Βοηθός: Δημήτριος Ζαβαντής

Αριθμητικές Μέθοδοι σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον (Εργαστήριο 7)

Μελετήστε την θεωρία που αφορά Επαναληπτικές Μεθόδους Επίλυσης Γραμμικών Συστημάτων.

1. Το πολυώνυµο P (x) = 3 (x - 1) 2-3x είναι Α. µηδενικού βαθµού Β. πρώτου βαθµού Γ. δευτέρου βαθµού. το µηδενικό πολυώνυµο Ε.

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟ MATLAB. Κολοβού Αθανασία Ε.Τ.Ε.Π.

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών. Ηλεκτρονική Υγεία. Εργαστήριο 5 ο : MATLAB

ΠΟΛΥΩΝΥΜΑ. Λυμένα Παραδείγματα

MATLAB. Λογισµικό υλοποίησης αλγορίθµων και διεξαγωγής υπολογισµών.

Γ. Ν. Π Α Π Α Δ Α Κ Η Σ Μ Α Θ Η Μ Α Τ Ι Κ Ο Σ ( M S C ) ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΛΥΜΕΝΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ. ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ: Σπουδές στις Φυσικές Επιστήμες

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Ι (ΘΕ ΠΛΗ 12) ΕΡΓΑΣΙΑ 1 η Ημερομηνία Αποστολής στον Φοιτητή: 17 Οκτωβρίου 2011

Answers - Worksheet A ALGEBRA PMT. 1 a = 7 b = 11 c = 1 3. e = 0.1 f = 0.3 g = 2 h = 10 i = 3 j = d = k = 3 1. = 1 or 0.5 l =

Πιο συγκεκριμένα, η χρήση του MATLAB προσφέρει τα ακόλουθα πλεονεκτήματα.

Θέμα 1. με επαυξημένο 0 1 1/ 2. πίνακα. και κλιμακωτή μορφή αυτού

Γραφικές παραστάσεις (2ο μέρος)

Νέο υλικό. Matlab2.pdf - Παρουσίαση μαθήματος 2. Matlab-reference.pdf Σημειώσεις matlab στα ελληνικά (13 σελίδες).

όπου Η μήτρα ή πίνακας του συστήματος

Επιστηµονικός Υπολογισµός Ι - Πρώτη εργαστηριακή άσκηση

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ

ΘΕΜΑΤΑ ΕΞΕΤΑΣΗΣ ΚΑΙ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟ ΟΣ:

Θέμα 1. που. . Δηλαδή ο υπόχωρος V είναι το. Απάντηση 1α) ii)παρατηρούμε οτι

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά 3η εργαστηριακή άσκηση

Μαρία Λουκά. Εργαστήριο Matlab. Αριθμητικός υπολογισμός ιδιοτιμών και ιδιοδιανυσμάτων. Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών.

Αριθμητικές Μέθοδοι σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον

ΜΑΣ 371: Αριθμητική Ανάλυση ΙI ΛΥΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ. 1. Να βρεθεί το πολυώνυμο παρεμβολής Lagrange για τα σημεία (0, 1), (1, 2) και (4, 2).

Για τη δημιουργία ενός διανύσματος με στοιχεία από το 0 μέχρι το 20 με βήμα το 2 (χρησιμοποιείται συνήθως για διανύσματα χρόνου) δίνουμε

ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΣΕ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΤΙΚΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ

Κεφάλαιο 6. Αριθμητική παρεμβολή

ΑΕΝ / ΑΣΠΡΟΠΥΡΓΟΥ ΣΧΟΛΗ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΥ. Σημειώσεις για τη χρήση του MATLAB στα Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου

Επιστηµονικός Υπολογισµός Ι εύτερη εργαστηριακή άσκηση

7 EKΤΥΠΩΣΗ ΚΑΙ ΑΝΑΓΝΩΣΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ

ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ. ΕΝΟΤΗΤΑ: Διανύσματα στους Rn, Cn, διανύσματα στο χώρο (3) ΔΙΔΑΣΚΩΝ: Βλάμος Παναγιώτης ΙΟΝΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ. Μαθηματικά 1. Σταύρος Παπαϊωάννου

Εισαγωγή στο MATLAB. Κολοβού Αθανασία, ΕΔΙΠ,

Τετραγωνικά μοντέλα. Τετραγωνικό μοντέλο συνάρτησης. Παράδειγμα τετραγωνικού μοντέλου #1. Παράδειγμα τετραγωνικού μοντέλου #1

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Εργαστήριο 9 Συναρτήσεις στη PASCAL. Η έννοια του κατακερματισμού. Συναρτήσεις. Σκοπός

Προγραμματισμός και Χρήση Ηλεκτρονικών Υπολογιστών - Βασικά Εργαλεία Λογισμικού

Επαναληπτικό Διαγώνισμα Άλγεβρας Β Λυκείου. Θέματα. A. Να διατυπώσετε τον ορισμό μιας γνησίως αύξουσας συνάρτησης. (5 μονάδες)

. Οι ιδιοτιμές του 3 3 canonical-πίνακα είναι οι ρίζες της. , β) η δεύτερη είσοδος επηρεάζει μόνο το μεσαίο 3 3 πίνακα και

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ Ι

Τετραγωνικά μοντέλα. Τετραγωνικό μοντέλο συνάρτησης. Παράδειγμα τετραγωνικού μοντέλου #1. Παράδειγμα τετραγωνικού μοντέλου #1

5269: Υπολογιστικές Μέθοδοι για Μηχανικούς. Ολοκληρώματα.

( ) ( ) ( ) ( ) ενώ η εξίσωση της παραβολής είναι η

Αριθμητικές Μέθοδοι σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον

n, C n, διανύσματα στο χώρο Εισαγωγή

Προγραμματισμός και Χρήση Ηλεκτρονικών Υπολογιστών - Βασικά Εργαλεία Λογισμικού

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ Ι

ΠΟΛΥΩΝΥΜΑ. Κεφάλαιο 2ο: Ερωτήσεις του τύπου Σωστό-Λάθος

Επεξερασία εικόνας. Μιχάλης ρακόπουλος. Υπολογιστική Επιστήµη & Τεχνολογία, #09

Προγραμματισμός Ηλεκτρονικών Υπολογιστών 2 - Εργαστήριο

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

1 η Εργαστηριακή Άσκηση MATLAB Εισαγωγή

Επιστηµονικός Υπολογισµός Ι

ΠΟΛΥΩΝΥΜΑ. Κεφάλαιο 2ο: Ερωτήσεις του τύπου Σωστό-Λάθος

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΗ ΤΕΛΙΚΗ ΕΞΕΤΑΣΗ 3 Ιουλίου 2010

Εργασία στην Αριθµητική Ανάλυση

ΤΟΜΟΣ Α : Συμβολικός Προγραμματισμός

β) Αν επιπλέον το υπόλοιπο της διαίρεσης είναι υ(x) = - 3x + 5, τότε να βρείτε το Δ(x). (Απ. α) 5 ος β) Δ(x) = x 5 5x 4 + 6x 3 + 4x 2 11x + 5)

Χρονικές σειρές 3 o μάθημα: Εισαγωγή στη MATLAB

Μαρία Λουκά. Εργαστήριο Matlab Άμεσες Μέθοδοι. Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ. ΕΝΟΤΗΤΑ: Διανύσματα στους Rn, Cn, διανύσματα στο χώρο (1) ΔΙΔΑΣΚΩΝ: Βλάμος Παναγιώτης ΙΟΝΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΠΡΩΤΗΣ ΕΝΟΤΗΤΑΣ

2.Τι εννοούμε με βαθμό συνέχειας μιας συνάρτησης; Ποια είναι η χρησιμότητα της από πλευράς εφαρμογών;

Αριθμητικές Μέθοδοι σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον (Εργαστήριο 5)

( 1)( 3) ( ) det( ) (1 )( 1 ) ( 2)( 2) pl( ) det( L ) (5 )( 7 ) ( 1) ( ) det( M ) (1 )(1 )

ΗΜΥ 100 Εισαγωγή στην Τεχνολογία ιάλεξη 14

ΗΜΥ 100 Εισαγωγή στην Τεχνολογία ιάλεξη 17

ΜΑΣ 473: Μέθοδοι Πεπερασμένων Στοιχείων Χειμερινό Εξάμηνο 2017

Παραδείγματα (1 ο σετ) Διανυσματικοί Χώροι

Χρήστος Ι. Σχοινάς Αν. Καθηγητής ΔΠΘ. Συμπληρωματικές σημειώσεις για το μάθημα: «Επιχειρησιακή Έρευνα ΙΙ»

ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ( ) ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ - Γ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Λύσεις θεμάτων Α εξεταστικής περιόδου Χειμερινού εξαμήνου

Transcript:

ΜΑΣ 191. Μαθηματικά με Υπολογιστές Ενδιάμεση εργαστηριακή εξέταση 26 Απριλίου 27 ΟΝΟΜΑ: ΑΤ:. Πρόβλημα 1 Στον πίνακα φαίνονται οι απογραφές πληθυσμού που έγιναν στις ΗΠΑ κατά τον περασμένο αιώνα: Έτος 19 191 192 193 194 195 196 197 198 199 2 Πληθυσμός (σε εκατομμύρια) 75.995 91.972 15.711 123.23 131.669 15.697 179.323 23.312 226.55 249.633 281.422 (α) Σχεδιάστε τον πληθυσμό σαν συνάρτηση του χρόνου στο διάστημα [19, 22] χρησιμοποιώντας μπλε κύκλους για τα δεδομένα. 2. μ. (β) Προσαρμόστε τα δεδομένα με πολυώνυμα 2 ου, 4 ου, 6 ου και 8 ου βαθμού. Στη συνέχεια κατασκευάστε ένα πολλαπλό 2 2 γραφικό με τα γραφήματα των τεσσάρων πολυωνύμων παρεμβολής μαζί με τα σημεία του πίνακα στο διάστημα [19, 22]. 12 μ. (γ) Με βάση το πολυώνυμο παρεμβολής 2 ου βαθμού βρείτε εκτιμήσεις του πληθυσμού των ΗΠΑ για τα έτη 21 και 22. 4 μ. (α) Ορίζουμε τα σημεία: >> t = (19:1:2)'; >> p = [75.995 91.972 15.711 123.23 131.669... 15.697 179.323 23.212 226.55 249.633 281.422]'; Με τις εντολές >> plot(t,p,'bo'); >> ais([19 22 4]); >> title('population of the U.S. 19-2'); >> ylabel('millions'); παίρνουμε το πιο κάτω γράφημα: 1

4 Population of the U.S. 19-2 35 3 25 Millions 2 15 1 5 19 192 194 196 198 2 22 (β) Βρίσκουμε τα πολυώνυμα παρεμβολής p 2, p 4, p 6 και p 8 : >> p2=polyfit(t,p,2) Warning: Polynomial is badly conditioned. Add points with distinct X values, reduce the degree of the polynomial, or try centering and scaling as described in HELP POLYFIT. > In polyfit at 8 p2 = 1.e+4 *.94945455 -.3498747 3.22941736363699 >> p4=polyfit(t,p,4) Warning: Polynomial is badly conditioned. Add points with distinct X values, reduce the degree of the polynomial, or try centering and scaling as described in HELP POLYFIT. > In polyfit at 8 p4 = 1.e+7 * Columns 1 through 3 -.223.1743942 -.512478459 Columns 4 through 5.663334463658-3.23349657339 >> p6=polyfit(t,p,6) Warning: Polynomial is badly conditioned. Add points with distinct X values, reduce the degree of the polynomial, or try centering and scaling as described in HELP POLYFIT. > In polyfit at 8 p6 = 1.e+11 * Columns 1 through 3. -.1.2738 Columns 4 through 6 -.714495.137128215 -.87235293831 Column 7 2.618134186724 >> p8=polyfit(t,p,8) Warning: Polynomial is badly conditioned. Add points with distinct X values, reduce the degree of the polynomial, or try centering and scaling as described in HELP POLYFIT. > In polyfit at 8 p8 = 1.e+14 * Columns 1 through 3. -.. Columns 4 through 6 2

-.13.3576 -.47714413 Columns 7 through 9.4653573976 -.259343451759 6.32312266166375 >> Με τις εντολές >> =19:22; >> P2=p2(); P4=p4(); P6=p6(); P8=p8(); >> subplot(2,2,1); plot(t,p,'bo',,p2); ylabel('p_2'); ais([19 22 4]); >> subplot(2,2,2); plot(t,p,'bo',,p4); ylabel('p_4'); ais([19 22 4]); >> subplot(2,2,3); plot(t,p,'bo',,p6); ylabel('p_6'); ais([19 22 4]); >> subplot(2,2,4); plot(t,p,'bo',,p8); ylabel('p_8'); ais([19 22 4]); >> παίρνουμε το πιο κάτω γραφικό: 4 4 3 3 p 2 2 p 4 2 1 1 19 195 2 19 195 2 4 4 3 3 p 6 2 p 8 2 1 1 19 195 2 19 195 2 (γ) Υπολογίζουμε τις τιμές του p 2 για t=21 και 22: >> p21=polyval(p2,21) p21 = 3.11588727272779e+2 >> p22=polyval(p2,22) p22 = 3.441786999952e+2 Με βάση το μοντέλο p 2 ο πληθυσμός των ΗΠΑ θα είναι 311.588 εκατομμύρια το 21 και 344.179 εκατομμύρια το 22. 3

Πρόβλημα 2 Εστω το γραμμικό σύστημα A=b: 31 + 42 + 23 4 + 5 + 76 + 7 21 22 + 33 44 + 55 + 26 + 87 1 + 22 + 33 + 4 + 25 + 46 + 67 51 + 12 + 43 + 34 + 95 26 + 7 31 + 22 23 44 55 66 + 77 21 + 92 + 3 + 34 35 + 56 + 7 = 42 = 32 = 12 = 5 = 1 = 18 2 8 + 4 + 2 + 4 + 5 = 17 1 2 3 4 5 6 7 (α) Βρείτε τη λύση του συστήματος με αριστερή διαίρεση. 3 μ. (β) Βρείτε τον ανηγμένο κλιμακωτό και τη λύση του συστήματος 3 μ. (γ) Βρείτε τη λύση =A -1 b 2 μ. (δ) Βρείτε τις ιδιοτιμές του πίνακα Α 2 μ. (α) (β) >> A=[ 3 4 2-1 1 7 1 ; 2-2 3-4 5 2 8 ; 1 2 3 1 2 4 6 ; 5 1 4 3 9-2 1 ; 3 2-2 -4-5 -6 7 ; -2 9 1 3-3 5 1 ; 1-2 -8 4 2 4 5 ]; >> b=[42 32 12-5 1 18 17]'; >> >> =A\b = -.18899492793561 2.5458965633512-3.28573958554-6.757781756275654 1.32124449497332 4.31944831619757.62945852689442 >> format short >> C=rref([A b]) C = Columns 1 through 7 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. Column 8 -.189 2.5459-3.286-6.7578 1.3212 4

4.3194.6294 (γ) >> =inv(a)*b = -.18899492793561 2.5458965633513-3.285739585543-6.75778175627566 1.321244494973321 4.31944831619757.62945852689442 (δ) >> eig(a) ans = -1.5167 -.199 +11.2644i -.199-11.2644i 4.3329 + 4.4573i 4.3329-4.4573i 8.8161 5.2546 5

Πρόβλημα 3 Δίνεται το γραμμικό σύστημα: + 2 + = 1 2 3 4 2 + + 3 2 = 16 1 2 3 4 + + = 1 1 2 3 4 (α) Βρείτε τον ανηγμένο κλιμακωτό του επαυξημένου πίνακα [Α b]. 2 μ. (β) Βρείτε τη γενική λύση του συστήματος. 4 μ. (α) >> A=[1 2-1 1; 2 1 3-2; -1-1 1 1]; >> b=[ 16-1]'; >> >> C=rref([A b]) C = 1. -2.6 4.6 1. 2. -1. 1..4 2.6 >> (β) Η γενική λύση του συστήματος είναι = 4.6 + 2.6λ 1 2 3 4 = 1 2λ =.4 2.6λ = λ 6

Πρόβλημα 4 Δίνεται ο πίνακας 1 2 3 4 2 3 1 A = 4 3 2 2 1 3 4 1 (α) Βρείτε την 1-, την 2-, την - και τη νόρμα Frobenius του πίνακα Α. 4 μ. (β) Βρείτε τον δείκτη κατάστασης του πίνακα Α. Είναι ο πίνακας καλής κατάστασης; 2 μ. (α) (β) >> A=[1 2 3 4; -2 3 1; -4 3-2 2; 1 3 4 1]; >> norm1=norm(a,1) norm1 = 12 >> norm2=norm(a,2) norm2 = 7.5922441636575 >> norminf=norm(a,inf) norminf = 11 >> normfro=norm(a,'fro') normfro = 1.1983927185569 >> cond2=cond(a) cond2 = 3.466216253577 Επειδή κ(α)=ο(1), ο Α είναι καλής κατάστασης. 7

Πρόβλημα 5 Δίνεται ότι η συνάρτηση Bessel 2 ου είδους και τάξης n που συμβολίζεται με Υ n δίνεται από τη συνάρτηση βιβλιοθήκης bessely(n,) Για περισσότερες πληροφορίες δοκιμάστε τη βοήθεια help bessely. (α) Ορίστε τις ανώνυμες συναρτήσεις Υ και Υ 1 για τις συναρτήσεις Bessel 2 ου είδους και τάξης και 1 αντίστοιχα. 2. μ. (β) Σχεδιάστε στο ίδιο γράφημα τις γραφικές παραστάσεις των Υ και Υ 1 στο διάστημα [, 1] έτσι ώστε να φαίνονται τα σημεία τομής τους με τον άξονα των. 4 μ. (γ) Βρείτε εκτιμήσεις όλων των ριζών των Υ και Υ 1 στο διάστημα [, 1]. 6 μ. (δ) Βρείτε τις ακριβείς τιμές των ριζών των Υ και Υ 1 στο διάστημα [, 1]. 6 μ. (ε) Βρείτε τα σημεία τομής των Υ και Υ 1 στο διάστημα [, 1]. 6 μ. (α) >> Y=@() bessely(,) Y = @() bessely(,) >> Y1=@() bessely(1,) Y1 = @() bessely(1,) (β) Με τις εντολές >> =:.1:1; >> plot(,y(),,y1(),'r') >> ais([ 1-2 2]) παίρνουμε το πιο κάτω γράφημα: 2 1.5 1.5 Y Y1 -.5-1 -1.5-2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 (γ) Οι ρίζες της Υ φαίνονται προσεγγιστικά με ανοικτούς κύκλους και αυτές της Υ 1 με κλειστούς κύκλους: 8

2 1.5 1.5 -.5-1 -1.5-2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 Βρίσκουμε προσεγγίσεις των ριζών των Υ και Υ 1 με την εντολή ginput. Για τη Υ έχουμε: >> [,y]=ginput(3) =.8871 3.9747 7.183 y = -.58 -.58.58 Για την Υ 1 βρίσκουμε: >> [1,y1]=ginput(3) 1 = 2.1774 5.4493 8.5599 y1 = -.58 -.58.58 (δ) Θα βρούμε τις ακριβείς ρίζες με τη συνάρτηση fzero. Για τη Υ βρίσκουμε: >> format long >> for i=1:3 yroot(i)=fzero(y,(i)); end >> yroot yroot =.893576966279167 3.957678419314858 7.8651631773 Ομοίως βρίσκουμε τις ρίζες της Υ 1 : >> for i=1:3 y1root(i)=fzero(y1,1(i)); end >> y1root y1root = 2.1971413263117 5.4296814794136 8.5965868331169 9

(ε) Με τη βοήθεια της ginput βρίσκουμε πρώτα προσεγγίσεις των σημείων τομής των Y και Υ 1 : 2 1.5 1.5 -.5-1 -1.5-2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 >> [r,yr]=ginput(3) r = 3.991 6.2558 9.4124 yr =.345 -.2398.193 Ορίζουμε πρώτα την ανώνυμη συνάρτηση Y -Y 1 και χρησιμοποιούμε την fzero: >> YY1=@() bessely(,)-bessely(1,) YY1 = @() bessely(,)-bessely(1,) >> for i=1:3 sec(i)=fzero(yy1,r(i)); end >> cpoints=[sec' Y(sec)'] cpoints = 3.88763181862552.34716979922631 6.265935553282 -.234585698455815 9.4184429975349.18884811358598 1

Πρόβλημα 6 Διαβάστε το αρχείο b2 που βρίσκεται στην ιστοσελίδα του μαθήματος το οποίο περιέχει σε 4 στήλες τα διανύσματα, y 1, y 2 και y 3. Στη συνέχεια σχεδιάστε στο ίδιο πολλαπλό γράφημα τις γραφικές παραστάσεις των y 1, y 2 και y 3 συναρτήσει του, ως εξής: y 1 y 2 y 3 Με τις εντολές >> fid=fopen('b2.tt'); >> X=fscanf(fid,'%g %g %g %g',[4 inf])'; >> fclose(fid); >> subplot(3,1,1); plot(x(:,1),x(:,2)); label(''); ylabel('y_1'); >> subplot(3,1,2); plot(x(:,1),x(:,3)); label(''); ylabel('y_2'); >> subplot(3,1,3); plot(x(:,1),x(:,4)); label(''); ylabel('y_3'); παίρνουμε το πιο κάτω γράφημα 8 μ. 1 y 1 5-2 -18-16 -14-12 -1-8 -6-4 -2 5 y 2 4.5 4-2 -18-16 -14-12 -1-8 -6-4 -2.24 y 3.23.22-2 -18-16 -14-12 -1-8 -6-4 -2 11

Πρόβλημα 7 Εστω το πολυώνυμο f 3 2 ( ) = 27 7225 + 865 3444 (α) Βρείτε τις ρίζες του πολυωνύμου. 2 μ. (β) Σχεδιάστε το γράφημα του f έτσι ώστε να φαίνονται καθαρά οι 3 ρίζες του. 4 μ. (γ) Ποια ρίζα βρίσκει η μέθοδος Newton με αρχική εκτίμηση =1; (Χρησιμοποιήστε το m-file Newton1.m στην ιστοσελίδα του μαθήματος) 2 μ. (δ) Ποια ρίζα βρίσκει η μέθοδος Newton με αρχική εκτίμηση =1.15; 2 μ. (ε) Αν * η ακριβής ρίζα που βρήκατε στο (δ) υπολογίστε το σφάλμα ε = *, k =,1,2, k k και σχεδιάστε το ε k συναρτήσει του k σε ημιλογαριθμικό γράφημα (κατά τον άξονα των ε k ). 6 μ. (α) Ορίζουμε το πολυώνυμο f και χρησιμοποιούμε την εντολή roots: >> pf=[27-7225 865-3444]; >> roots(pf) ans = 1.29664884194126 1.248727297626 1.9838123568884 (β) Με τις εντολές >> f=@() polyval(pf,) f = @() polyval(pf,) >> =1:.1:1.4; >> plot(,f()) >> ais([1 1.4-1 1]) παίρνουμε το πιο κάτω γράφημα: 1.8.6.4.2 -.2 -.4 -.6 -.8-1 1 1.5 1.1 1.15 1.2 1.25 1.3 1.35 1.4 12

(γ) Ορίζουμε σαν ανώνυμη συνάρτηση την παράγωγο της f και καλούμε την Newton1: ( δ) >> dpf=polyder(pf) dpf = 621-1445 865 >> df=@() polyval(dpf,) df = @() polyval(dpf,) >> root=newton1(f,df,1,1e-6,1) --------------------------------------------- k _k f(_k) --------------------------------------------- 1. -12. 1 1.54298643-3.22851831 2 1.84191946 -.73143372 3 1.96172439 -.9662267 4 1.98314119 -.2846782 5 1.98381171 -.2751 6 1. 98381236 -. --------------------------------------------- Newton method has converged root = 1.9838123568839 >> root=newton1(f,df,1.15,1e-6,1) --------------------------------------------- k _k f(_k) --------------------------------------------- 1.15.833625 1 1.326335272 1.64969565 2 3 4 5 6 1.34739377 1.29751787 1.2966661 1.296648842 1.29664884.33463979.32149234.42961.8 -. --------------------------------------------- Newton method has converged root = 1.29664884194113 Παρατηρούμε ότι τώρα βρήκαμε την 3 η ρίζα του f. (ε) >> XK=[ 1.15 1.326335272 1.34739377 1.29751787 1.2966661 1.296648842 1.29664884 ]; >> error=abs(xk-root) error =.14664884194113.2968643185887.8953685887.86824685887.117685887.185887.194113 >> kvec=:6; >> semilogy(kvec,error,'o') 13

>> label('iteration') >> ylabel('error') Παίρνουμε το πιο κάτω γράφημα που δείχνει την τετραγωνική σύγκλιση της μεθόδου Newton: 1 1-2 1-4 Error 1-6 1-8 1-1 1 2 3 4 5 6 Iteration 14

Πρόβλημα 8 ( α) Δημιουργείστε ένα function m-file με όνομα wrpol.m και δεδομένα εισόδου ένα πολυώνυμο p, το όνομα fname ενός αρχείου και δύο αριθμούς a b με b >a το οποίο θα διαμερίζει το διάστημα [a,b] σε 11 ισαπέχοντες κόμβους i και θα τυπώνει στο αρχείο fname σε τρείς στήλες τις τιμές i, p( i ), dp/d( i ) (β) Χρησιμοποιείστε το πιο πάνω m-file για το πολυώνυμο 6 μ. p 3 2 ( ) = 2 + 4 5 στο διάστημα [,1]. 2 μ. (α) Το ζητούμενο m-file είναι το εξής: function []=wrpol(p, fname, a, b) % WRPOL % Prints the values of p and p' in [a,b] % =a:(b-a)/1:b; pd=polyder(p); Y= [ ; polyval(p,); polyval(pd,)] ; fid=fopen(fname,'w'); fprintf(fid,'%4.1f %13.8f %13.8f \n',y); fclose(fid); % End of WRPOL (β) Με την εντολή >> wrpol([1-2 4-5], 'data1',, 1) παίρνουμε το αρχείο data1:. -5. 4..1-4.619 3.63.2-4.272 3.32.3-3.953 3.7.4-3.656 2.88.5-3.375 2.75.6-3.14 2.68.7-2.837 2.67.8-2.568 2.72.9-2.291 2.83 1. -2. 3. 15

Πρόβλημα 9 Διαμερίστε στη ΜΑΤLAB το διάστημα [, 1] με 21 ισαπέχοντες κόμβους i, i=1,., 21 έτσι ώστε: Στη συνέχεια υπολογίστε το γινόμενο =.5( i 1), i= 1,, 21 i 21 i= 1, i 9 ( i ) με τη χρήση μόνο ενός βρόχου for. 4 μ. >> =(:2)/2; >> product=1; >> for i=1:21 if i ~=9 product=product*((9)-(i)) end end Εναλλακτικά μπορούμε να γράψουμε: >> =linspace(,1,21); >> product=1; >> for i=[1:8 1:21] product= product*((9)-(i)) end Και στις δύο περιπτώσεις παίρνουμε: 9 >> product product = 1.8419e-13 16