Eksamensoppgave i TMA4320 Introduksjon til vitenskapelige beregninger

Like dokumenter
Eksamensoppgave i TMA4320 Introduksjon til vitenskapelige beregninger

Eksamensoppgave i TMA4130/35 Matematikk 4N/4D

Eksamensoppgave i TMA4135 Matematikk 4D

Eksamensoppgave i TMA4122,TMA4123,TMA4125,TMA4130 Matematikk 4N/M

Eksamensoppgave i MA1102/6102 Grunnkurs i analyse II

Eksamensoppgave i TMA4320 Introduksjon til vitenskapelige beregninger

Eksamensoppgave i TMA4135 Matematikk 4D

Eksamensoppgave i MA2501 Numeriske metoder

Eksamensoppgave i TMA4123/TMA4125 Matematikk 4M/4N

Eksamensoppgave i TMA4135 Matematikk 4D

Eksamensoppgave i TMA4320 Introduksjon til vitenskapelige beregninger

EKSAMEN I NUMERISK MATEMATIKK (TMA4215)

Eksamensoppgave i MA1202/MA6202 Lineær algebra med anvendelser

Eksamensoppgåve i TMA4135 Matematikk 4D

Eksamensoppgave i MA0002 Brukerkurs i matematikk B - LØSNING

Eksamensoppgave i TMA4240 Statistikk

Eksamensoppgave i MA1101/MA6101 Grunnkurs i analyse I. LØSNINGSFORSLAG

Eksamensoppgave i TMA4240 Statistikk

Eksamensoppgave i TMA4125 BARE TULL - LF

Eksamensoppgave i MA1101 Grunnkurs i analyse

Eksamensoppgave i TMA4135 Matematikk 4D: Løysing

Eksamensoppgave i MA1201 Lineær algebra og geometri

Eksamensoppgave i SØK1001 Matematikk for økonomer

Eksamensoppgave i TMA4115 Matematikk 3

Eksamensoppgave i TMA4245 Statistikk

Eksamensoppgave i TMA4240 / TMA4245 Statistikk

EKSAMEN BOKMÅL STEMMER. DATO: TID: OPPG. SIDER: VEDLEGG: 3 desember :00-13: FAGKODE: IR Matematikk 1

Eksamensoppgave i TMA4245 Statistikk

Eksamensoppgave i MA0002 Brukerkurs i matematikk B - LØSNING

Eksamensoppgave i TMA4110/TMA4115 Calculus 3

Eksamensoppgave i TMA4150 Algebra

Eksamensoppgave i MA1103 Flerdimensjonal analyse

Eksamensoppgave i ST1201/ST6201 Statistiske metoder

Eksamensoppgave i TMA4125 EKSEMPELEKSAMEN - LF

Eksamen i TMA4122 Matematikk 4M

Eksamensoppgave i TMA4125 Matematikk 4N

Eksamensoppgave i TMA4320 Introduksjon til vitenskapelige beregninger

Eksamensoppgave i TMA4295 Statistisk inferens

Eksamensoppgave i MA0301 Elementær diskret matematikk løsningsforslag

Eksamensoppgave i TMA4250 Romlig Statistikk

Eksamensoppgave i MA0301 Elementær diskret matematikk løsningsforslag

Eksamensoppgave i SØK1001 Matematikk for økonomer

Matematikk Eksamensaktuelle numerikk-oppgåver

Alle svar skal grunngis. Alle deloppgaver har lik vekt.

Eksamensoppgave i ST0103 Brukerkurs i statistikk

Eksamensoppgave i TMA4140 Diskret matematikk

Eksamensoppgave i ST1201/ST6201 Statistiske metoder

Eksamensoppgave i TMA4245 Statistikk

Eksamensoppgave i MA1103 Flerdimensjonal analyse

Eksamensoppgave i SØK1001 Matematikk for økonomer

Eksamensoppgave i ST1201/ST6201 Statistiske metoder

UNIVERSITETET I OSLO

IR Matematikk 1. Utsatt Eksamen 8. juni 2012 Eksamenstid 4 timer

Alle svar skal grunngis. Alle deloppgaver har lik vekt.

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag: Eksamen i MAT111 - Grunnkurs i Matematikk I

MA1102 Grunnkurs i analyse II Vår 2014

Eksamensoppgave i SØK1010 Matematikk og mikroøkonomi

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN I NUMERISK MATEMATIKK(TMA4215) Lørdag 20. desember 2003 Tid: 09:00 14:00, Sensur:

Eksamensoppgave i TMA4140 Diskret matematikk

Emnenavn: Eksamenstid: Faglærer: Christian F Heide

x n+1 = x n f(x n) f (x n ) = x n x2 n 3

Eksamensoppgave i TMA4140 Diskret matematikk

EKSAMEN I MA0002 Brukerkurs B i matematikk

Eksamensoppgave i TMA4255 Anvendt statistikk

Eksamen i TMA4123/TMA4125 Matematikk 4M/N

Eksamensoppgåve i TMA4240 / TMA4245 Statistikk

Eksamensoppgåve i TMA4240 Statistikk

Eksamensoppgave i Løsningsskisse TMA4240 Statistikk

Eksamensoppgave i TMA4240 Statistikk

Eksamensoppgave i SØK1004 Statistikk for økonomer

EKSAMEN Løsningsforslag

Eksamensoppgave i TMA4275 Levetidsanalyse

Eksamensoppgåve i TMA4245 Statistikk

Potensrekker Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

Eksamensoppgave i SØK1001 Matematikk for økonomer

Eksamensoppgave i SØK1004 Statistikk for økonomer

Viktig informasjon. 1.1 Taylorrekker. Hva er Taylor-polynomet av grad om for funksjonen? Velg ett alternativ

Løsningsforslag. Oppgave 1 Gitt matrisene ] [ og C = A = 4 1 B = 2 1 3

Eksamensoppgave i TMA4267 Lineære statistiske modeller

Eksamensoppgave i SØK2103 Økonomiske perspektiver på politiske beslutninger

Eksamensoppgave i TMA4275 Levetidsanalyse

NTNU Institutt for matematiske fag. TMA4100 Matematikk 1 høsten Løsningsforslag - Øving 8. Oppgave 1. Oppgave 2

UNIVERSITETET I OSLO

Eksamensoppgåve i Løsningsskisse TMA4245 Statistikk

Eksamensoppgave i TMA4240 Statistikk

EKSAMEN I EMNET Løsning: Mat Grunnkurs i Matematikk I Mandag 14. desember 2015 Tid: 09:00 14:00

IR Matematikk 1. Eksamen 8. desember 2016 Eksamenstid 4 timer

Viktig informasjon. 1.1 Taylorrekker. Hva er Taylor-polynomet av grad om for funksjonen? Velg ett alternativ

Eksamensoppgave i TDT4120 Algoritmer og datastrukturer

Eksamensoppgave i TMA4320 Introduksjon til vitenskapelige beregninger

Viktig informasjon. Taylorrekker

UNIVERSITETET I OSLO

Eksamensoppgave i SØK3514 Anvendt økonometri

UNIVERSITETET I OSLO

8 Interpolasjon TMA4125 våren 2019

Eksamensoppgave i ST0103 Brukerkurs i statistikk

EKSAMEN I EMNET MAT160 Beregningsalgoritmer 1 Mandag 12 februar 2007 LØSNINGSFORSLAG

Eksamensoppgave i TDT4120 Algoritmer og datastrukturer

Transkript:

Institutt for matematiske fag Eksamensoppgave i TMA4320 Introduksjon til vitenskapelige beregninger Faglig kontakt under eksamen: Anton Evgrafov Tlf: 4503 0163 Eksamensdato: 06. juni 2016 Eksamenstid (fra til): 09:00 13:00 Hjelpemiddelkode/Tillatte hjelpemidler: B: Spesifiserte trykte og håndskrevne hjelpemidler tillatt: K. Rottmann: Matematisk formelsamling Bestemt, enkel kalkulator tillatt. Målform/språk: bokmål Antall sider: 3 Antall sider vedlegg: 0 Kontrollert av: Dato Sign Merk! Studenter finner sensur i Studentweb. Har du spørsmål om din sensur må du kontakte instituttet ditt. Eksamenskontoret vil ikke kunne svare på slike spørsmål.

TMA320 Introduksjon til vitenskapelige beregninger 06. juni 2016 Side 1 av 3 Oppgave 1 Vi ser på likningen hvor y > 0 er gitt, og x R er ukjent. e x y = 0, a) Formuler Newtons metode for å løse denne likningen. Gjør to iterasjoner for hånd for y = e. Start med x 0 = 0. Oppgave 2 a) Finn det polynomet p(x) av lavest mulig grad som interpolerer funksjonen f(x) = x i punktene x 1 = 0, x 2 = 4, x 3 = 9. Vi bruker samme notasjon for f(x) og p(x) som i a) i resten av oppgaven. b) Funksjonen F (x) = x er lik med (f(x)) 2 for x 0. Derfor interpolerer P (x) = (p(x)) 2 funksjonen F (x) i punktene x 1 = 0, x 2 = 4 og x 3 = 9. Forklar hvorfor formelen for estimatet av interpolasjonsfeilen, gitt av F (x) P (x) = (x x 1)(x x 2 )(x x 3 ) F (c), 3! med c [min{x, x 1 }, max{x, x 3 }], ikke holder i denne situasjonen. Oppgave 3 a) Approksimer integralet 1 0 ln(x) dx ved å bruke midtpunktskvadraturer med n = 1 og n = 2 delintervaller. 1 b) Hvis vi antar at f er kontinuerlig på intervallet [a, b], er feilestimatet for midtpunktskvadraturet Q [a,b] f gitt av b a f(x) dx = Q [a,b] f + h3 24 f (c), der c er et punkt mellom a og b, og h = b a. Bruk nå adaptive kvadraturer til å estimere forskjellen 1 0 ln(x) dx Q [0,1] ln. (Ignorer det at ln på intervallet [0, 1] ikke oppfyller deriverbarhetskravet i feilestimatet.) Du kan gjenbruke de numeriske beregningene fra a). 1 delintervaller = panels i boken

Side 2 av 3 TMA320 Introduksjon til vitenskapelige beregninger 06. juni 2016 Oppgave 4 Vi skal nå se på et initialverdiproblem: y (t) = (y(t)) 2, y(0) = 1. Løsningen av differensiallikningen er y(t) = (t + 1) 1. a) Regn ut to steg av y numerisk ved hjelp av den eksplisitte Eulermetoden. Bruk steglengde h = 1. b) Formuler den implisitte Eulermetoden (med tilfeldig h i = t i+1 t i > 0) for problemet. Vis at andregradslikningen som framkommer i metoden har to reelle røtter for approksimasjonen w i+1 y(t i+1 ) gitt av w i y(t i ) og h i, gitt at h i er liten nok. Finn de eksplisitte utrykkene for røttene og forklar hvilken av dem som bør velges i metoden. Oppgave 5 a) Beregn den diskrete Fouriertransformasjonen av x = [1, 2, 3] T. b) La y = [y 0, y 1,..., y n 1 ] T C n være den diskrete Fouriertransformasjonen av vektoren x = [x 0, x 1,..., x n 1 ] T C n. Nå konstruerer vi vektoren ˆx = [x 0, x n 1, x n 2,..., x 1 ] T. Vis at den har en diskret Fouriertransformasjon gitt som ŷ = [y 0, y n 1, y n 2,..., y 1 ] T. c) La n = 2 p, p N, og t j = c + j(d c)/n, j = 0,..., n 1 være en samling av uniformt distribuerte punkter på intervallet [c, d]. Vi vil finne en kurve som passerer gjennom(interpolerer) punktene i datasettet (t 0, x 0 ),..., (t n 1, x n 1 ). I dette kurset har vi sett på to mulige metoder for å gjøre dette: polynominterpolasjon, (her vist i Newtons form) P (t) = f[t 0 ] + f[t 0, t 1 ](t t 0 ) + + f[t 0,..., t n 1 ](t t 0 ) (t t n 2 ), og trigonometrisk interpolasjon: Q(t j ) = 1 n 1 y k exp{i2πkj/n} = n k=0 n 1 k=0 { } i2πk(tj c) y k exp / n. d c Gi et overslag på antallet av elementære operasjoner 2 som trengs til å beregne: 2 Elementære operasjoner addisjon, subtraksjon, multiplikasjon, divisjon

TMA320 Introduksjon til vitenskapelige beregninger 06. juni 2016 Side 3 av 3 alle Newtons differanser 3 f[t 0 ], f[t 0, t 1 ],..., f[t 0,..., t n 1 ]; alle trigonometriske interpolasjonskoeffisientene y 0,..., y n 1 ved hjælp av FFT algoritmen. Sammenlign to vurderingene og bestem, hva er raskest for store n. 3 Newton s divided differences