Obter soluções numéricas de certos modelos matemáticos comuns a área de engenharia, como por exemplo: determinação de raízes reais de equações; resolução de sistemas lineares; diferenciação e integração de funções; aproximação (interpolação) de funções e dados; resolução de equações diferenciais ordinárias.
Implementar computacionalmente os métodos estudados em linguagem de alto nível.
Noções básicas sobre erros
Representações de números nos sistemas: decimal e binário;
Erros absolutos e relativos;
Erros de arredondamento e truncamento em um sistema de aritmética de ponto flutuante;
Instabilidade numérica.
Solução numérica de sistemas de equações lineares
Métodos diretos:
Método de eliminação de Gauss;
Método da decomposição LU;
Métodos iterativos:
Método de Gauss-Jacobi;
Método de Gauss-Seidel.
Zeros reais de funções reais
Método da Bissecção;
Método de Newton-Raphson;
Método da Secante.
Interpolação
Interpolação polinomial;
Formas de Lagrange e Newton;
Estudo do erro na interpolação;
Extrapolação.
Aproximação de funções pelo Método dos Mínimos Quadrados
Caso discreto;
Caso contínuo;
Caso não linear.
Diferenciação e integração numéricas
Diferenciação numérica;
Integração numérica:
Regra dos Trapézios;
Regra 1/3 de Simpson;
Estudo do erro;
Soluções numéricas de Equações Diferenciais Ordinárias
Método de Euler;
Métodos de Runge-Kutta.
Aula 0 - Plano de ensino e motivação
Aula 1 - Erros
Aula 2 - Resolução de sistemas lineares (Método de Gauss)
Aula 3 - Resolução de sistemas lineares (Decomposição LU)
Aula 4 - Resolução de sistemas lineares (Métodos de Jacobi e Gauss-Seidel)
Aula 5 - Zeros reais de funções reais
Aula 6 - Interpolação
Aula 7 - Mínimos quadrados
Aula 8 - Integração numérica
Aula 9 - Soluções numéricas de equações diferenciais ordinárias - Método de Euler
Aula 10 - Soluções numéricas de equações diferenciais ordinárias - Métodos de Runge-Kutta
Bibliografia Básica