Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 2 Løsningsforslag

Like dokumenter
Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 2 Løsningsforslag

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 1. Løsningsforslag

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 1. Løsningsforslag

BYFE/EMFE 1000, 2012/2013. Numerikkoppgaver uke 33

Matematikk Øvingeoppgaver i numerikk leksjon 1 Å komme i gang

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 5 Løsningsforslag

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 1 Løsningsforslag

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 4 m-ler

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 4 Løsningsforslag

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 5 Skript

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 7 Løsningsforslag

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 6 Løsningsforslag

Høgskolen i Oslo og Akershus. x 1 +3x 2 +11x 3 = 6 2x 2 +8x 3 = 4 18x 1 +5x 2 +62x 3 = 40

TDT4105 Informasjonsteknologi, grunnkurs. Introduksjon til programmering i Matlab. Rune Sætre / Anders Christensen {satre, anders}@idi.ntnu.

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 6 Løsningsforslag

Matematikk Øvingeoppgaver i numerikk leksjon 1 Å komme i gang

En innføring i MATLAB for STK1100

Start MATLAB. Start NUnet Applications Statistical and Computational packages MATLAB Release 13 MATLAB 6.5

Tall, vektorer og matriser

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 3. Løsningsforslag

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 2 Funksjoner og plotting

MATLABs brukergrensesnitt

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 3 Løsningsforslag

TDT4105 Informasjonsteknologi, grunnkurs. Introduksjon til programmering i Matlab. Rune Sætre / Anders Christensen {satre,

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 5 for-løkker

Løsningsforslag. Innlevering i BYFE 1000 Oppgavesett 1 Innleveringsfrist: 10. oktober klokka 14:00 Antall oppgaver: 6. Oppgave 1

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 9. Løsningsforslag

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 5 Løsningsforslag

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 6. Løsningsforslag

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 8 Matriser. Løsningsforslag

Læringsmål og pensum. Oversikt

Kapittel august Institutt for geofag Universitetet i Oslo. GEO En Introduksjon til MatLab. Kapittel 2.

Matematikk Løsningsforslag

TDT4105 Informasjonsteknologi, grunnkurs (ITGK)

Øving 2 Matrisealgebra

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 5 Løsningsforslag

11. september Institutt for geofag Universitetet i Oslo. GEO En Introduksjon til MatLab. Kapittel 5 (del 2) Ada Gjermundsen

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 5 Litt oppsummering undervegs Løsningsforslag

Løsningsforslag B = 1 3 A + B, AB, BA, AB BA, B 2, B 3 C + D, CD, DC, AC, CB. det(a), det(b)

TDT4105 Informasjonsteknologi, grunnkurs (ITGK)

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 5. Løsningsforslag

Løsningsforslag. Innlevering i BYFE/EMFE 1000 Oppgavesett 1 Innleveringsfrist: 14. september klokka 14:00 Antall oppgaver: 3.

Det viktigste dataelementet som MATLAB benytter, er matriser, som også gjerne betegnes arrays.

UNIVERSITETET I OSLO

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 3 Skript

18. (og 19.) september 2012

BYFE/EMFE 1000, 2012/2013. Numerikkoppgaver uke 40

START MED MATLAB. Når du starter Matlab, kommer du inn i kommandovinduet. Dersom du har versjon 6.1, ser du dette :

Kapittel september Institutt for geofag Universitetet i Oslo. GEO En Introduksjon til MatLab. Kapittel 7.

DAFE BYFE Matematikk 1000 HIOA Obligatorisk innlevering 1 Innleveringsfrist Fredag 22. januar :00 Antall oppgaver: 5.

Høgskolen i Oslo og Akershus. e 2x + x 2 ( e 2x) = 2xe 2x + x 2 e 2x (2x) = 2xe 2x + 2x 2 e 2x = 2xe 2x (1 + x) 1 sin x (sin x) + 2x = cos x

ITGK - H2010, Matlab. Repetisjon

Avdeling for lærerutdanning. Lineær algebra. for allmennlærerutdanningen. Inger Christin Borge

TMA Kræsjkurs i Matlab. Oppgavesett 1/3

BYFE/EMFE 1000, 2012/2013. Numerikkoppgaver uke 34

Innlevering i matematikk Obligatorisk innlevering nr. 4 Innleveringsfrist: 21. januar 2010 kl Antall oppgaver: 4.

TDT4110 IT Grunnkurs Høst 2016

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 8. Løsningsforslag

Noen MATLAB-koder. 1 Plotte en vanlig funksjon. Fredrik Meyer. 23. april 2013

Kapittel Oktober Institutt for geofag Universitetet i Oslo. GEO En Introduksjon til MatLab. Kapittel 14.

Løsningsforslag Matematikk 2MX - AA mai 2007

MA1102 Grunnkurs i analyse II Vår 2014

TDT4110 IT Grunnkurs Høst 2015

Høgskolen i Oslo og Akershus. i=1

Plenumsregning 1. MAT1030 Diskret Matematikk. Repetisjon: Algoritmer og pseudokode. Velkommen til plenumsregning for MAT1030

MAT1030 Diskret Matematikk

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 3 Funksjoner og plotting

Kanter, kanter, mange mangekanter

Introduksjon til Matlab. Håvard Berland

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 7. Løsningsforslag

Løsningsforslag. a) i. b) (1 i) 2. e) 1 i 3 + i LF: a) Tallet er allerede på kartesisk form. På polar form er tallet gitt ved

MA2501 Numerical methods

Newtons metode er en iterativ metode. Det vil si, vi lager en funksjon. F x = x K f x f' x. , x 2

MAT1120 Plenumsregningen torsdag 26/8

Kanter, kanter, mange mangekanter. Introduksjon: Steg 1: Enkle firkanter. Sjekkliste. Skrevet av: Sigmund Hansen

MAT1030 Plenumsregning 1

BYFE/EMFE 1000, 2012/2013. Numerikkoppgaver uke 35

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

oppgave1 a.i) a.ii) 2x 3 = x 3 kvadrerer 2x 3=(x 3) 2 2x 3 = x 2 6x + 9 x 2 8x +12=0 abcformelen x = ( 8) ± ( 8)

Øvingsforelesning i Matlab (TDT4105)

Øvingsforelesning i Matlab (TDT4105)

Løsningsforslag. og B =

TDT4110 IT Grunnkurs Høst 2016

Høgskolen i Oslo og Akershus. = 2xe 2x + x 2 e 2x (2x) = 2xe 2x + 2x 2 e 2x = 2xe 2x (1 + x) e 2x + x 2 ( e 2x) 1 sin x (sin x) + 2x = cos x

Noen innebygde funksjoner - Vektorisering

Programmering i R. 6. mars 2004

Noen innebygde funksjoner - Vektorisering

Hydrostatikk/Stabilitet enkle fall

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 6. Løsningsforslag

Løsningsforslag Eksamen 2MX - AA

Øvingsforelesning TDT4105 Matlab

41070 STABILITET I ELKRAFTSYSTEMER

Notat 2, ST Sammensatte uttrykk. 27. januar 2006

TDT4105 Informasjonsteknologi, grunnkurs. Introduksjon til programmering i Matlab. Forelesningsinfo. Tider Mandag Tirsdag Onsdag Torsdag Fredag

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 11 Eulers metode. Løsningsforslag

Universitetet i Bergen Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet Eksamen i emnet Mat131 - Differensiallikningar I Onsdag 25. mai 2016, kl.

Matematikk 4 TMA4123M og TMA 4125N 20. Mai 2011 Løsningsforslag med utfyllende kommentarer

Transkript:

Matematikk 1000 Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 2 Løsningsforslag Oppgave 1 Vektorer a) Variablene i MATLAB kan være tall, vektorer eller matriser. Vi kan for eksempel gi vektoren x = [1, 0, 3] på denne måten: >> x=[1, 0, -3, 7] x = 1 0-3 7 >> x(2) 0 x(2) gir altså den andre komponenten i vektoren x. Tilsvarende gir `x(end)' den siste komponenten i x: >> x(end) 7 Vi kan også referere til ere komponenter samtidig: >> x(1:3) 1 0-3 1

>> x(3:end) -3 7 Om vi avslutter ei kommandolinje med semikolon, vil ikke noe bli skrevet til skjerm. Det betyr ikke at kommandoen ikke har blitt utført. Det har blitt gjort, vi bare slipper å se resultatet. Om vi for eksempel skriver >> y=2+3; så har faktisk variabelen y blitt 5 selv om det ikke har blitt skrevet til skjerm. b) Vi får: >> x^2 Error using ^ Inputs must be a scalar and a square matrix. To compute elementwise POWER, use POWER (.^) instead. Vi ser at MATLAB nekter å regne ut x 2. Og det er ikke så rart; operasjonen er ikke veldenert matematisk. Retnok har vi denert skalarprodukter for vektorer, men det blir noe annet. MATLAB tolker multiplikasjonstenget `*' det som en matrise-multiplikajson, og gitt at x er en vektor, er ikke multiplikasjonen vi ba MATLAB utføre, en meningsful operasjon. Om vi tar med punktum foran potens-sybolet, derimot, blir det tolket som at man skal kvadrere elementvis: >> x.^2 1 0 9 Vi får altså vektoren der hvert element blir kvadrert, [x(1) 2 x(2) 2 x(3) 2 ], til svar. c) 1:5 gir som svar 1 2 3 4 5. Tilsvarende kan heltallene fra og med -3 til og med 3 skrives slik: -3:3. En vektor bestående av tallene 0, 0.25, 0.5,..., 1.75, 2 kan uttrykkes slik: 0:.25:2 (`.25' betyr det samme som 0.25). d) Vektoren y kan tilordnes slik: >> y=2:2:10 y = 2 4 6 8 10 2

Kommandoen length brukes for å nne ut hvor lang en vektor er altså hvor mange elementer den har: >> length(y) 5 y har altså 5 elementer. e) Tilordning: >> Vektor=[9 pi -2 100 8] Vektor = 9.0000 3.1416-2.0000 100.0000 8.0000 Å sortere heter sort på engelsk. Om vi søker på dette, nner vi fort at der er en rutine som heter sort: >> lookfor sort issorted sort sortrows cplxpair dee_find_system... - TRUE for sorted vector and matrices. - Sort in ascending or descending order. - Sort rows in ascending order. - Sort numbers into complex conjugate pairs. - Get a sorted list of DEE related systems. Vi kan også lese om hvordan den fungerer: >> help sort sort - Sort array elements This MATLAB function sorts the elements of A in ascending order along the first array dimension whose size does not equal 1. B = sort(a) B = sort(a,dim) B = sort(,mode) [B,I] = sort( ) Reference page for sort See also issorted, max, mean, median, min, sortrows, unique Vi nner nok fort ut at den gjør det vi ønsker: 3

>> sort(vektor) -2.0000 3.1416 8.0000 9.0000 100.0000 Jo så menn, tallene kom i stigende rekkefølge. Denne skrivemåten, navnet på funksjonen etterfulgt av det som vi skal utføre funksjonen på i parantes, er ganske gjennomgående i MATLAB. Vi kan gå fram på same måte for å nne en summeringsfunksjon. Vi nner fort ut at fuksjonen `sum' gjør jobben: >> sum(vektor) 118.14 f) Vi ser på MATLABs dokumentasjon for linspace-funksjonen: >> help linspace linspace Linearly spaced vector. linspace(x1, X2) generates a row vector of 100 linearly equally spaced points between X1 and X2. linspace(x1, X2, N) generates N points between X1 and X2. For N = 1, linspace returns X2. Class support for inputs X1,X2: float: double, single See also logspace, colon. Reference page in Help browser doc linspace Vi kan altså bruke denne til å lage en vektor som deler intervallet fra en bestemt startverdi til ein bestemt sluttverdi opp i like store deler. Om vi ikke spesiserar hvor mange deler, blir dette satt til 100 (100 er såkalt default for funksjonen). Men vi kan også godt bestemme dette antallet. For eksempel gir dette ein vektor med 5 elementer som går frå -1 til 1: >> linspace(-1,1,5) -1.0000-0.5000 0 0.5000 1.0000 4

Det er ikke meninga at vi skal pugge navnet på en masse funksjoner i MATLAB. Men det er en klar fordel å lære seg å lete etter de funksjonene vi kunne ha bruk for eller nytte av. Men generelt er det ganske få funksjoner vi vil a direkte bruk for i dette kurset. Oppgave 2 Matriser a) Det kan gjøres slik: >> v=[2-4 pi]; eller slik: >> v=[2; -4; pi] v = 2.0000-4.0000 3.1416 b) Dette kan gjøres slik: >> M=[2 0 7 4-2 2 9 8 1.4-7 14 0]; eller slik: >> M=[2 0 7 4; -2 2 9 8; 1.4-7 14 0]; c) Når vi skriver `M(2,3)' i kommando-vinduet, får vi ut elementet i rekke 2, søyle 3: >> M(2,3) 9 Når vi skriver `M(3,:)', viser dette til rekke nummer 3, mens kolonsymbolet for den andre indeksen tilsvarer at vi vil ha alle elementer. Vi får altså opp alle elementer i rekke 3 i M: 5

>> M(3,:) 1.4000-7.0000 14.0000 0 `M(3,2:4)' gir elementene fra og med nummer 2 til og med nummer 4 i rekke 3: >> M(3,2:4) -7 14 0 Søyle 2 kan hentes ut slik: >> M(:,2) 0 2-7 og den nevnte undermatrisa kan hentes ut slik: >> M(2:3,2:4) 2 9 8-7 14 0 Oppgave 3 Komplekse tall Som vi har sett, spytter MATLAB ut mange mellomrom når den skal skrive svar til skjerm. Dette kan vi unngå om vi skriver ` format compact'. a) i) I kommandovinduet: >> format compact >> exp(i*pi) -1.0000 + 0.0000i Altså: e iπ = 1. 6

ii) >> sqrt(7)*exp(i*pi/4) 1.8708 + 1.8708i iii) >> 0.365*exp(i*1.21) 0.1289 + 0.3415i b) Her kan vi ha nytte av å tilordne det komplekse tallet til en variabel: I MATLAB vil abs-funksjonen gi absoluttverdien til et komplekst tall, mens fasen kan nnes med en funksjon som heter angle. Bruk MATLAB til å nne polarforma til følgende tall: i) >> z=1-i; 1.4142-0.7854 I følge MATLAB har vi altså at 1 i = 1.4242 e 0.7854 i (eksakt: 2 e iπ/4 ). ii) Her er det nok ikke så vanskelig å se at absoluttverdien er 1 og fasen er π/2 slik at i = e iπ/2. Men vi kan uansett gjøre det på samme måte som over: >> z=i; 1 1.5708 >> pi/2 1.5708 Vi ser at det vi skrev over stemmer (i alle fall med re desimaler). iii) >> z=7+2*i; 7.2801 0.2783 7 + 2i = 7.2801 e 0.2783 i. c) i) >> z=(1-i)*(1+i) z = 7

2 Tallet viser seg å bli reelt; 2 = 2 + 0 i = 2 e i 0. ii) >> z=(1-i)*(1+i) z = 2 >> z=(3-7*i)*(2+i) z = 13.0000-11.0000i 17.0294-0.7023 Altså: (3 7i)(2 + i) = 13 11i = 17.0294 e 0.7023 i. iii) >> z=(1-i)/(2-3*i) z = 0.3846 + 0.0769i 0.3922 0.1974 Vi får at 1 i 2 3i = 0.3846 + 0.0769 i = 0.3922 e0.1974 i. iv) >> z=sqrt(8)*exp(i*pi/3)/(sqrt(2)*exp(-i*pi/6)) z = 0.0000 + 2.0000i 2 1.5708 8 e iπ/3 Svaret blir = 2i = 2 2 e iπ/6 e1.5708 i. Til slutt sjekker vi at vi får det samme om vi regner ut svarene selv: i) ii) (1 i)(1 + i) = 1 1 + 1 i i 1 i i = 1 i 2 = 1 ( 1) = 2 (3 7i)(2 + i) = 3 2 + 3 i 7i 2 7i i = 6 + (3 14)i 7i 2 = 6 11i + 7 = 13 11 i 8

iii) 1 i (1 i)(2 + 3i) = 2 3i (2 3i)(2 + 3i) 2 + 3 + i 4 + 9 = 2 + 3i 2i 3i2 2 2 3 2 i 2 = = 5 + i 13 = 5 13 + 1 i 0.3846 + 0.0769 i 13 iv) 8 e iπ/3 2 e iπ/6 = 8 2 e iπ/3 ( iπ/6) = 2 e iπ/2 = 2(cos π 2 + i sin π 2 ) = 2(0 + i 1) = 2 i Alle svarene stemmer med det som MATLAB gav. (Det hadde jo vært dumt hvis ikke...) Ekstraoppgave Rekkeoperasjoner Den første rekkeoperasjonen kan utføres slik: >> A1=A; >> A1(3,:)=A(2,:); >> A1(2,:)=A(3,:); Her blir A1 den matrisa vi får når vi bytter om rekke 2 og 3 i matrisa A. Vi illustrerer med et eksempel: >> A=[1 2 3 4; -2-1 0 1; 3 0 2 0] A = 1 2 3 4-2 -1 0 1 3 0 2 0 >> A1=A; >> A1(3,:)=A(2,:); >> A1(2,:)=A(3,:); >> A1 A1 = 1 2 3 4 3 0 2 0-2 -1 0 1 Vi viser et eksempel på den andre rekkeoperasjonen også: >> A2=A; 9

>> A2(1,:)=2*A(1,:); >> A2 A2 = 2 4 6 8-2 -1 0 1 3 0 2 0 Her er A2 den matrisa vi frå når vi ganger den første rekka i A med 2. Den siste rekkeoperasjonen kan implementeres slik: >> A3=A A3 = 1 2 3 4-2 -1 0 1 3 0 2 0 >> A3(3,:)=A(3,:)+(-3)*A(1,:); >> A3 A3 = 1 2 3 4-2 -1 0 1 0-6 -7-12 Her har vi lagt -3 ganger rekke 1 til rekke 3. 10