Calcolo Numerico (Laurea Triennale)

 

 

Ricevimento

 

Prof. Ornella Menchi                 Corso A    Giovedì       16.00       Dipartimento di Informatica

Prof. Roberto Bevilacqua          Corso B      Martedì       16.00           Dipartimento di Informatica

Dott. Enrico Bozzo                   Corso C      Mercoledì    9.30-12.30   Dipartimento di Informatica

 

Obiettivi e programma
 
Bibliografia
 
Esercizi Proposti agli esami

 

Obiettivi

Il corso si propone come raccordo fra matematica ed informatica. Si forniscono allo studente strumenti di base per risolvere alcuni significativi problemi matematici mettendo comunque in evidenza i rischi che un uso ingenuo delle risorse di calcolo comporta.

Descrizione

Il corso mette introduce alcuni concetti fondamentali quali il condizionamento di un problema, la stabilità di un algoritmo numerico e la sua complessità. Successivamente il corso presenta alcuni fondamentali metodi numerici: metodi iterativi per equazioni non lineari, metodi diretti ed iterativi per sistemi lineari, il metodo delle potenze, cenni a metodi di approssimazione.

Programma

  1. Studio dell’errore.
    Errore analitico. Errore inerente e condizionamento di un problema.
    Errore algoritmico e stabilità di un algoritmo. Numeri di macchina. Arrotondamento e troncamento. Precisione di macchina. Operazioni di macchina. Cenni all’analisi diretta dell'errore algoritmico. Errore totale.

2.      Metodi iterativi per equazioni non lineari.
Metodi di bisezione,delle secanti, delle corde e delle tangenti, convergenza di un metodo iterativo, criteri di arresto, ordine di convergenza.

3.      Elementi di algebra lineare.
Autovalori e autovettori, diagonalizzabilità, matrici simmetriche, matrici a  predominanza diagonale, localizzazione degli autovalori: teorema di Gerschgorin. Metodo delle potenze.  Sistemi di equazioni lineari. Norme di vettori e matrici, condizionamento, metodo di Gauss (anche con massimo pivot), metodi  iterativi di Jacobi e Gauss-Seidel, condizioni di convergenza, criteri di arresto.

4.      Cenni sull'approssimazione.
Polinomi di interpolazione. Formula di Lagrange. Resto del polinomio di interpolazione. Metodo dei minimi quadrati.

Bibliografia

I contenuti essenziali del corso sono esposti nelle dispense del corso (edite dal SEU) e nel libro

·        R. Bevilacqua, D. Bini, M. Capovani, O. Menchi "Introduzione alla matematica computazionale" , Zanichelli 1987.

Testi complementari:

·        R. Bevilacqua, D. Bini, M. Capovani, O. Menchi "Metodi numerici" , Zanichelli 1992.

·        D. Bini, M. Capovani, O. Menchi "Metodi numerici per l'algebra lineare", Zanichelli, 1988.

Per approfondire lo standard IEEE si veda:

·        M. Overton, Floating point representation, 1996.

Per esempi di implementazioni in C di alcuni metodi proposti nel corso si vedano gli appunti delle lezioni di un mini corso di laboratorio di Analisi Numerica tenuto dal Dott. Daniele Finocchiaro nell’anno accademico 1998/99.