Calcolo Numerico, a.a. 2014/2015

Ingegneria Elettronica

didattica


...programma del corso...

Prerequisiti

Contenuto del corso di Analisi Matematica 1 e del modulo di Algebra Lineare.

Funzionalità matematiche del calcolatore e teoria degli errori
Numeri di macchina
Definizione, proprietà; arrotondamento: errore assoluto, errore relativo.
Funzioni predefinite ed algoritmi
Definizione, pseudo-operazioni aritmetiche e funzioni elementari.
Errori nel calcolo di una funzione
Errore totale, trasmesso dai dati, algoritmico; condizionamento e stabilità.
Zeri di funzioni di variabile reale
Metodo di bisezione
Definizione, rapidità di convergenza, criteri d'arresto.
Metodi ad un punto
Definizione, Teorema di convergenza locale, scelta del punto iniziale, ordine di convergenza.
Metodo di Newton
Definizione, convergenza, scelta del punto iniziale, ordine di convergenza.
Condizionamento e criteri d'arresto
Condizionamento in termini di errore assoluto; criteri d'arresto nei metodi ad un punto.
Sistemi di equazioni lineari
Risoluzione di sistemi mediante fattorizzazione
Soluzione in casi elementari (matrice diagonale, triangolare, ortogonale, di permutazione); fattorizzazione LR e fattorizzazione QR: definizione e loro uso.
Fattorizzazione LR
Metodo di Gauss: funzione EG, insieme di definizione della funzione, classi particolari di matrici per le quali EG è definita (a predominanza diagonale forte, definite positive), legame con la fattorizzazione LR; eliminazione con pivoting: funzione EGP, insieme di definizione della funzione.
Fattorizzazione QR
Calcolo con il procedimento di ortonormalizzazione di Gram-Schmidt e Teorema di esistenza.
Norme
Definizione di spazio normato; norme di matrici: definizione e proprietà generali, norma uno, due e infinito.
Condizionamento
Definizione di errore sui dati e trasmesso dai dati; numero di condizionamento.
Stabilità
Osservazione sul condizionamento del sistema ottenuto utilizzando EG o EGP; uso del pivoting (parziale - EGPP) e confronto con il sistema ottenuto utilizzando QR. Interpretazione del vettore ottenuto utilizzando EGPP come soluzione di un sistema perturbato.
Costo
Definizione e discussione di costo aritmetico, costo risoluzione con metodo di Gauss e con fattorizzazione QR.
Interpolazione
Il problema dell'interpolazione polinomiale
Definizione, esistenza ed unicità del polinomio interpolante, forme del polinomio interpolante.
Il problema lineare dell'interpolazione
Definizione ed esempi.
Campionamento e ricostruzione
Definizioni, ricostruzione con interpolazione polinomiale e con interpolazione lineare a tratti, errore di ricostruzione; applicazioni: approssimazione di integrali definiti e grafico di funzioni.
Approssimazione: minimi quadrati
Metodo dei minimi quadrati
Definizione, Teorema di esistenza ed unicità, soluzione di un sistema nel senso dei minimi quadrati; equazioni normali, pseudoinversa; migliore approssimazione di dati nel senso dei minimi quadrati, esempi; uso della fattorizzazione QR.