| Títol variant: |
Numerical Calculus |
| Títol variant: |
Cálculo Numérico |
| Data: |
2022-23 |
| Resum: |
La modelització permet convertir diversos problemes de la ciència i l'enginyeria en problemes matemàtics. La complexitat del món real fa que els problemes matemàtics que se'n deriven siguin sovint intractables analíticament. O potser no són intractables, però la complexitat de l'enfoc analític no és adequada en el context en el que s'ha de resoldre el problema. Per exemple, la resolució del problema podria formar part d'un contracte per al qual es té un temps limitat. Els mètodes numèrics són conjunts de tècniques a partir de les quals s'obtenen algorismes que permeten trobar solucions aproximades de problemes matemàtics. Moltes vegades, especialment en els casos en que es busca una aproximació molt precisa, aquests algorismes involucren una gran quantitat de càlculs. L'ús d'un ordinador és llavors indispensable. La manera en què els ordinadors calculen més de pressa és fent servir aritmètica de precisió finita (o sigui, amb un número finit de dígits). Això implica que cada cop que es fa una operació es comet un error, anomenat error d'arrodoniment. Això no és greu, donat que ja no busquem solucions exactes. No obstant, cal saber evitar situacions en les que una propagació descontrolada de l'error d'arrodoniment podria desvirtuar completament les (suposades) aproximacions que obtenim. Aquesta assignatura està dedicada a l'anàlisi de mètodes numèrics bàsics, relacionats amb la solució del tipus de problemes que s'estudien a les assignatures de matemàtiques de primer curs. L'objectiu d'aquesta anàlisi és poder predir tant la precisió de les aproximacions que s'obtindran com l'esforç computacional que impliquen. Aquesta assignatura és també una introducció a la computació científica, és a dir, el conjunt de tècniques i destreses necessàries per tal d'implementar efectivament en un ordinador la resolució numèrica d'un problema. Els mètodes numèrics que s'estudien a aquesta assignatura constitueixen una base sobre la qual es construeixen mètodes per resoldre problemes més sofisticats, estudiats a cursos posteriors, com ara equacions diferencials ordinàries o equacions en derivades parcials. |
| Resum: |
Modeling turns problems in science and engineering into mathematical problems. The complexity of the real world often gives rise to mathematical problems that cannot be addressed from an analytic approach. Or perhaps they can, but the analytic approach may be too complex in the context in which the solution of the problem is required. For instance, solving the problem could be part of a contract, for which limited time is available. Numerical methods are techniques from which algorithms can be deduced in order to obtain approximate solutions of mathematical problems. Many times, especially when high precision is required, these algorithms demand a large amount of computations. The use of a computer is then mandatory. Computers are most efficient when using finite precision arithmetic (this is, working with a finite number of digits). This means that each operation introduces error, known as round-off. This is not usually a problem, in particular because we are looking for approximate solutions. Nevertheless, it is necessary to know how to avoid situations in which the propagation of round-off error could completely invalidate our computations. This course is devoted to the analysis of basic numerical methods, related to the solution of the kind of mathematical problems studied in first-year courses. This analysis has as a goal being able to predict both the quality of the approximations produced by the different methods and the computational effort they involve. This course is also an introduction to scientific computing, this is, the set of techniques and skills needed for the implementation in a computer of the numerical solution of a problem. The numerical methods studied in this course are building stones of numerical methods for the solution of more sophisticated problems, studied from the second year on, like ordinary and partial differential equations. |
| Resum: |
La modelización permite convertir diversos problemas de la ciencia y la ingeniería en problemas matemáticos. La complejidad del mundo real hace que los problemas matemáticos derivados de ella sean con frecuencia intratables analíticamente. O tal vez lo son, pero la complejidad del enfoque analítico no es adecuada en el contexto en el que se tiene que resolver el problema. Por ejemplo, la solución del problema podría formar parte de un contrato para el cual se dispone de tiempo limitado. Los métodos numéricos son conjuntos de técnicas que permiten obtener algoritmos para la solución aproximada de problemas matemáticos. Muchas veces, especialmente en los casos en que se busca una aproximación muy precisa, estos algoritmos involucran una gran cantidad de cálculos. El uso de un ordenador es entonces indispensable. La manera en que los ordenadores calculan más rápido es utilizando aritmética de precisión finita (o sea, calculando con un número finito de dígitos). Esto implica que cada vez que se realiza una operación se comete error, llamado error de redondeo. Esto no es grave, ya que no se buscan soluciones exactas. Sin embargo, es necesario saber cómo evitar situaciones en las que una propagación descontrolada del error de redondeo podría desvirtuar completamente las (supuestas) aproximaciones que obtenemos. Esta asignatura está dedicada al análisis de métodos numéricos básicos, relacionados con la solución del tipo de problemas que se estudian en las asignaturas de matemáticas de primer curso. Este análisis tiene como objetivo poder predecir tanto la precisión de las aproximaciones que se obtendrán como el esfuerzo computacional que supondrá obtenerlas. Esta asignatura es también una introducción ala computación científica, es decir, al conjunto de técnicas y destrezas necesarias para poder implementar efectivamente en un ordenador la resolución numérica de un problema. Los métodos numéricos que se estudian en esta asignatura constituyen una base sobre la que se construyen métodos para resolver problemas más sofisticados, tratados en cursos posteriores, como ecuaciones diferenciales ordinarias o ecuaciones en derivadas parciales. |
| Drets: |
Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, fins i tot amb finalitats comercials, sempre i quan es reconegui l'autoria de l'obra original.  |
| Llengua: |
Català, anglès, castellà |
| Titulació: |
Matemàtica Computacional i Analítica de Dades [2503740] |
| Pla d'estudis: |
Grau en Matemàtica Computacional i Analítica de Dades [1403] |
| Document: |
Objecte d'aprenentatge |
visitant ::
identificació
