PROGRAMMA DI CALCOLO NUMERICO

A.A. 2017-18

Prof. Luigi Brugnano       e     Prof. Alessandra Sestini

Numero crediti: 9.

Obiettivi formativi: il corso si propone l'obiettivo di fornire gli strumenti di base di più comune utilizzo nel calcolo scientifico, con particolare enfasi sugli aspetti legati alla loro efficiente implementazione su calcolatore.

Programma.

Errori ed aritmetica finita: errori di discretizzazione, errori di convergenza, errori di round-off, condizionamento di un problema. Il linguaggio Matlab.

Radici di una equazione: il metodo di bisezione, criteri di arresto e condizionamento del problema, ordine di convergenza, il metodo di Newton, convergenza locale, il caso di radici multiple, metodi  quasi-Newton.

Risoluzione di sistemi lineari: casi semplici, fattorizzazione LU di una matrice, costo computazionale, matrice a diagonale dominante, matrici simmetriche e definite positive, fattorizzazione LDL^T, pivoting, condizionamento del problema, fattorizzazione QR e sistemi lineari sovradeterminati.
Metodi iterativi di base per la risoluzione di sistemi lineari: motivazioni, il metodo di Jacobi, il metodo di Gauss-Seidel, splitting regolari di matrici. Cenni sui metodi di base per la risoluzione di sistemi di equazioni nonlineari.

Approssimazione di funzioni: interpolazione polinomiale, forma di Lagrange e forma di Newton, errore nell'interpolazione, condizionamento del problema, ascisse di Chebyshev, interpolazione mediante spline, spline cubiche, approssimazione polinomiale ai minimi quadrati.

Formule di quadratura: formule di Newton-Cotes, errore e formule composite, formule adattative.

Metodi per la ricerca degli autovalori si una matrice: il metodo delle potenze, applicazione al "Google pagerank".


Modalità di esame: l'esame consiste in una prova orale più la presentazione di un elaborato scritto riguardante gli esercizi proposti durante il corso (esame standard).

Sono altresì previste delle prove in itinere (per i soli frequentanti) che, se superate, esonerano dalla prova orale, discutendo quindi il solo elaborato, in base al seguente algoritmo:


I SEMESTRE

prova 1
se superata vai a L0, altrimenti vai a L1
L0
prova 2
se superata vai a L3, altrimenti vai a L1
INTERRUZIONE
L1
recupero prove semestre I
se superato vai a L3, altrimenti vai a L2
L2
recupero prove semestre I
se superato vai a L3, altrimenti vai a L3 con debito
II SEMESTRE
L3
prova 1
se superato vai a L4, altrimenti vai a L6 o L8
L4
prova 2
se superato vai a L5 o L7 o L9, altrimenti vai a L6 o L8 con debito
APPELLO GIUGNO
L5
discussione elaborato
se superato bonus di 2 punti, altrimenti vai a L7 o L9
L6
recupero prove semestre I o II
se superato e non rimangono debiti vai a L7 o L9, altrimenti vai a L8
APPELLO LUGLIO
L7
discussione elaborato se superato, bonus di 1 punto, altrimenti vai a L9
L8
recupero prove semestre I o II se superato e non rimangono debiti, vai a L9, altrimenti vai a L10
APPELLO SETTEMBRE
L9
discussione elaborato se non superato vai a L10
APPELLI SUCCESSIVI
L10
orale ed elaborato
esame standard

N.B.: Le prove in itinere valgono fino all'appello di settembre (compreso). Dopodiche', l'esame è solo quello standard.


Testi consigliati:

L.Brugnano, C.Magherini, A.Sestini. Calcolo numerico, terza edizione. Master, Universita' e Professioni, Firenze, 2017.

Materiale di Esercitazione (a cura della dott.ssa Sestini).

Esercizi proposti per lo svolgimento dell'elaborato: (capitoli 4-6)


Esoneri intermedi:

Capitolo 4: esercitazione del 4/4/2018, Compito n.3: testo - risoluzione - risultati (solo chi ha ottenuto almeno 15/30)

Capitoli 5-6: esercitazioni del 14-15/5/2018, Compito n.4: testo - risoluzione - risultati (solo chi ha ottenuto almeno 15/30)


Prove di recupero:

4 giugno: testo e svolgimento, risultati (solo chi ha ottenuto almeno 15/30)

>>>> ELENCO AMMESSI ALLA PROVA DI RECUPERO DI LUGLIO  <<<<


17 lugio: testo e svolgimento, risultati (solo chi ha ottenuto almeno 15/30)