Logo ČVUT
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE
STUDIJNÍ PLÁNY
2018/2019

Numerické metody

Přihlášení do KOSu pro zápis předmětu Zobrazit rozvrh
Kód Zakončení Kredity Rozsah Jazyk výuky
12NME1 Z,ZK 4 2+2 česky
Přednášející:
Jiří Limpouch (gar.), Pavel Váchal
Cvičící:
Jiří Limpouch (gar.), Tomáš Kerepecký, Martin Matys, Pavel Váchal, Petr Valenta, Michal Zeman
Předmět zajišťuje:
katedra fyzikální elektroniky
Anotace:

Jsou vysvětleny základní principy numerické matematiky důležité pro numerické řešení fyzikálních a technických úloh. Vedle základních numerických úloh jsou zařazeny i problémy důležité pro fyziky (řešení obyčejných diferenciálních rovnic, generátory náhodných čísel). MATLAB jako integrovaný výpočetní systém slouží pro ukázky. Cvičení se konají v počítačové učebně. Je používán MATLAB jako základní programovací jazyk a demonstrační nástroj.

Požadavky:
Osnova přednášek:

1.Numerická matematika, chyba metody, reprezentace čísel v počítači, zaokrouhlovací chyba

2.Korektnost a podmíněnost úlohy, numerická stabilita, numerické knihovny

3.Řešení systémů lineárních rovnic - přímé metody

4.Řídké matice, interpolační metody řešení systémů lineárních rovnic; vlastní čísla a vektory

5.Interpolace a extrapolace, interpolace ve více dimenzích

6.Čebyševova aproximace, Čebyševovy polynomy, aproximace metodou nejmenších čtverců

7.Výpočet funkcí; třídění

8.Hledání kořenů nelineární rovnice a řešení systémů nelineárních rovnic

9.Hledání extrémů funkcí

10.Numerická integrace

11.Náhodná čísla a integrace metodou Monte Carlo

12.Obyčejné diferenciální rovnice - počáteční úloha, rovnice se silným tlumením („stiff“)

13.Obyčejné diferenciální rovnice - okrajová úloha

Osnova cvičení:

Cvičení se konají v počítačové učebne. Je používán systém MATLAB jako základní programovací jazyk i jako demonstrační nástroj.

1. Reprezentace čísel v počítači, zakrouhlovací chyba, podmíněnost úlohy

2.Řešení systémů lineárních rovnic - přímé metody, podmíněnost matice

3.Řídké matice, interpolační metody řešení systémů lineárních rovnic; vlastní čísla a vektory

4.Interpolace a extrapolace, kubický spline

5.Čebyševova aproximace, Čebyševovy polynomy, aproximace metodou nejmenších čtverců

6.Výpočet funkcí

7.Hledání kořenů nelineární rovnice a řešení systémů nelineárních rovnic

8.Hledání extrémů funkcí

9.Numerická integrace

10.Obyčejné diferenciální rovnice - počáteční úloha

11.Obyčejné diferenciální rovnice - okrajová úloha

Cíle studia:

Znalosti:

Základní principy numerické matematiky důležité pro numerické řešení fyzikálních a technických úloh včetně řešení obyčejných diferenciálních rovnic.

Schopnosti:

Používat numerickou matematiku k řešení praktických úloh, umět vybrat z programů v numerických knihovnách a být schopen se vyvarovat nejběžnějších chyb.

Studijní materiály:

Povinná literatura:

[1] W.H. Press, B.P. Flannery, S.A. Teukolsky, V. H. Vetterling: Numerical Recipes in C++ (The art of scientific computing), Cambridge University Press, 3. vydání, Cambridge 2007 (stejná kniha pro FORTRAN, 2.vydání 1993 a jazyk C, 2.vydání 1993) (dostupné na http://www.numerical.recipes/oldverswitcher.html)

Doporučená literatura:

[2] A. Ralston: Základy numerické matematiky, Praha, Academia 1973

[3] M. Nekvinda, J. Šrubař, J. Vild: Úvod do numerické matematiky, Praha, SNTL 1976

[4] B.P.Demidovič, I.A. Maron: Základy numerické matematiky, Praha, SNTL 1966

Studijní pomůcky:

Počítačová laboratoř s programem Matlab.

Poznámka:
Další informace:
Slajdy k přednáškám na http://kfe.fjfi.cvut.cz/~limpouch/numet/lecnum.html
Rozvrh na zimní semestr 2018/2019:
Rozvrh není připraven
Rozvrh na letní semestr 2018/2019:
Rozvrh není připraven
Předmět je součástí následujících studijních plánů:
Platnost dat k 19. 5. 2019
Aktualizace výše uvedených informací naleznete na adrese http://bilakniha.cvut.cz/cs/predmet1915206.html