- •Рабочая учебная программа дисциплины «Численные методы в инженерных расчетах»
- •1. Цель и задачи дисциплины
- •1.2. Задачи изучения дисциплины.
- •2. Содержание дисциплины.
- •2.1. Введение.
- •Раздел 1. Теория погрешностей. Вычислительные алгоритмы.
- •Раздел 2. Численное решение нелинейных уравнений.
- •Раздел 3. Численное решение систем уравнений.
- •Раздел 4. Интерполирование и приближение функций.
- •Раздел 5. Решение разностных уравнений.
- •Раздел 6. Численное дифференцирование интегрирование функций.
- •Раздел 7. Численные методы решения обыкновенных дифференциальных уравнений.
- •Раздел 8. Численные методы решения уравнений с частными производными.
- •Раздел 9. Статистическое моделирование и обработка экспериментальных данных.
- •Раздел 10. Пакеты прикладных программ по вычислительной математике.
- •3. Виды работ с распределением времени.
- •4. Перечень тем лекционных и практических занятий.
- •5. Перечень тем, которые студенты должны проработать самостоятельно.
- •6. Перечень лабораторных работ.
- •7. Перечень контрольных работ
- •8. Информационно-методическое обеспечеие дисциплины
- •8.1. Основная литература
- •8.2. Дополнительная литература
- •8.3. Перечень компьютерных программ.
- •9. Краткие методические рекомендации самостоятельной работы по дисциплине.
- •Задание на контрольную работу.
- •Методические указания для студентов
- •Виды работ с распределением времени
- •Перечень тем лекционных и практических занятий
- •Перечень тем, которые студенты должны проработать самостоятельно
- •Перечень лабораторных работ
- •Задания и методические указания по выполнению лабораторных работ для студентов-заочников 3 курса всех инженерно-технических специальностей (кроме 330200 эк, 330100 бжт). Введение
- •Лабораторная работа № 1 Приближенные вычисления.
- •Контрольные вопросы
- •Задание к лабораторной работе №1
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Лабораторная работа № 2 Решение уравнений с одной неизвестной
- •Задания к лабораторной работе № 2
- •Контрольные вопросы
- •Задание к лабораторной работе № 3
- •(Перед каждым двузначным числом таблицы подразумевается ноль с запятой, например: 0,10; 0,09; 0,73...)
- •Организация вычислений на пэвм с помощью
- •Контрольные вопросы
- •II. Подбор эмпирических формул Постановка и решение задачи
- •Контрольные вопросы
- •Задания к лабораторной работе № 5
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Методические указания по работе с системами
- •6.1.1. Управление системой.
- •Функциональные и специальные клавиши:
- •Ввод и редактирование выражений.
- •Редактирование формул.
- •Вставка текста.
- •6.1.2. Операторы и встроенные функции.
- •6.1.3. Простейшие вычисления.
- •6.1.4. Построение графиков.
- •6.1.5. Векторные и матричные операции.
- •6.1.6. Символьные операции.
- •6.1.7. Решение уравнений и систем.
- •6.1.8. Функции линейной и сплайн интерполяции.
- •Методические указания для преподавателей
- •Вопросы к дифференцированному зачету по дисциплине
- •Тесты промежуточного контроля по дисциплине «Численные методы в инженерных расчетах»
- •Тема 3: Интерполирование и приближение функций
- •Тема 4: Численное решение обыкновенных дифференциальтных уравнений.
- •Билеты и задачи для дифференцированного зачета по дисциплине «Численные методы в инженерных расчетах»
- •Задачи к билетам
Билеты и задачи для дифференцированного зачета по дисциплине «Численные методы в инженерных расчетах»
-
РОАТ
Кафедра
«Высшая и прикладная математика»
Билет №1 по дисциплине
«Численные методы в инженерных расчетах»
Утверждаю
Зав. кафедрой
Ридель В.В.
Вопрос 1
Интерполяция функций. Постановка задачи. Теорема существования и единственности обобщенного интерполяционного многочлена.
Вопрос 2
Абсолютная и относительная погрешности. Определение количества верных значащих цифр результата вычислений. Погрешности суммы, разности, произведения, частного, степени и корня. Понятие о вероятностной оценке погрешности.
Задача №15
-
РОАТ
Кафедра
«Высшая и прикладная математика»
Билет №2 по дисциплине
«Численные методы в инженерных расчетах»
Утверждаю
Зав. кафедрой
Ридель В.В.
Вопрос 1
Интерполяционные формулы Лагранжа и Ньютона. Оценка погрешности интерполяции. Линейная интерполяция. Интерполяция сплайнами и многочленами n-ой степени.
Вопрос 2
Понятие вычислительного алгоритма. Требования к вычислительному алгоритму. Устойчивость и сложность алгоритма.
Задача №16
-
РОАТ
Кафедра
«Высшая и прикладная математика»
Билет №3 по дисциплине
«Численные методы в инженерных расчетах»
Утверждаю
Зав. кафедрой
Ридель В.В.
Вопрос 1
Системы линейных уравнений. Метод исключения Гаусса.
Вопрос 2
Численное дифференцирование. Регуляризация дифференцирования.
.
Задача №17
-
РОАТ
Кафедра
«Высшая и прикладная математика»
Билет №4 по дисциплине
«Численные методы в инженерных расчетах»
Утверждаю
Зав. кафедрой
Ридель В.В.
Вопрос 1
Метод итераций для систем линейных уравнений. Приведение системы линейных уравнений к виду, удобному для итерации
Вопрос 2
Вычисление определенных интегралов с помощью формул прямоугольников. Погрешности численного интегрирования.
.
Задача №18
-
РОАТ
Кафедра
«Высшая и прикладная математика»
Билет №5 по дисциплине
«Численные методы в инженерных расчетах»
Утверждаю
Зав. кафедрой
Ридель В.В.
Вопрос 1
Решение алгебраических и трансцендентных уравнений. Отделение корней. Метод итераций.
Вопрос 2
Вычисление определенных интегралов с помощью формул трапеций. Погрешности численного интегрирования.
.Задача №19
-
РОАТ
Кафедра
«Высшая и прикладная математика»
Билет №6 по дисциплине
«Численные методы в инженерных расчетах»
Утверждаю
Зав. кафедрой
Ридель В.В.
Вопрос 1
Условия сходимости методов решения алгебраических и трансцендентных уравнений и оценка погрешностей.
Вопрос 2
Вычисление определенных интегралов с помощью формул Симпсона. Погрешности численного интегрирования
Задача №20
.
-
РОАТ
Кафедра
«Высшая и прикладная математика»
Билет №7 по дисциплине
«Численные методы в инженерных расчетах»
Утверждаю
Зав. кафедрой
Ридель В.В..
Вопрос 1
Решение алгебраических и трансцендентных уравнений. Отделение корней. Метод половинного деления.
Вопрос 2
Интегрирование дифференциальных уравнений с помощью рядов.
Задача №21
-
РОАТ
Кафедра
«Высшая и прикладная математика»
Билет №8 по дисциплине
«Численные методы в инженерных расчетах»
Утверждаю
Зав. кафедрой
Ридель В.В.
Вопрос 1
Решение алгебраических и трансцендентных уравнений. Отделение корней. Метод хорд.
Вопрос 2
Численное решение обыкновенных дифференциальных уравнений. Метод Эйлера.
Задача №22
-
РОАТ
Кафедра
«Высшая и прикладная математика»
Билет №9 по дисциплине
«Численные методы в инженерных расчетах»
Утверждаю
Зав. кафедрой
Ридель В.В.
Вопрос 1
Метод Рунге-Кутта для системы дифференциальных уравнений первого порядка.
Вопрос 2
Численное решение уравнений. Стационарное неоднородное линейное рекуррентное уравнение первого порядка.
Задача №1
-
РОАТ
Кафедра
«Высшая и прикладная математика»
Билет №10 по дисциплине
«Численные методы в инженерных расчетах»
Утверждаю
Зав. кафедрой
Ридель В.В.
Вопрос 1
Случайные числа. Метод Монте-Карло.
Вопрос 2
Численное решение уравнений и систем. Линейные однородные рекуррентные уравнения высших порядков. Системы рекуррентных уравнений.
Задача №2
-
РОАТ
Кафедра
«Высшая и прикладная математика»
Билет №11 по дисциплине
«Численные методы в
инженерных расчетах»
Утверждаю
Зав. кафедрой
Ридель В.В.
Вопрос 1
Абсолютная и относительная погрешности. Определение количества верных значащих цифр результата вычислений. Погрешности суммы, разности, произведения, частного, степени и корня. Понятие о вероятностной оценке погрешности.
Вопрос 2
Решение задач линейного программирования симплекс методом.
Задача №3
-
РОАТ
Кафедра
«Высшая и прикладная математика»
Билет №12 по дисциплине
«Численные методы в инженерных расчетах»
Утверждаю
Зав. кафедрой
Ридель В.В..
Вопрос 1
Понятие вычислительного алгоритма. Требования к вычислительному алгоритму. Устойчивость и сложность алгоритма.
Вопрос 2
Сравнение величин. Нахождение стохастической зависимости. Подбор эмпирический формул. Метод наименьших квадратов.
Задача №4
-
РОАТ
Кафедра
«Высшая и прикладная математика»
Билет №13 по дисциплине
«Численные методы в инженерных расчетах»
Утверждаю
Зав. кафедрой
Ридель В.В.
Вопрос 1
Моделирование нормальной случайной величины.
Вопрос 2
Численное решение уравнений. Линейные рекуррентные уравнения. Понятие однородного и неоднородного уравнения. Нестационарное однородное линейное рекуррентное уравнение первого порядка с постоянными коэффициентами.
Задача №5
-
РОАТ
Кафедра
«Высшая и прикладная математика»
Билет №14 по дисциплине
«Численные методы в инженерных расчетах»
Утверждаю
Зав. кафедрой
Ридель В.В.
Вопрос 1
Вычисление кратных интегралов методом Монте-Карло.
Вопрос 2
Численное решение уравнений. Линейное неоднородное рекуррентное уравнение первого порядка с постоянными коэффициентами.
Задача №6
-
РОАТ
Кафедра
«Высшая и прикладная математика»
Билет №15 по дисциплине
«Численные методы в инженерных расчетах»
Утверждаю
Зав. кафедрой
Ридель В.В.
Вопрос 1
Абсолютная и относительная погрешности. Определение количества верных значащих цифр результата вычислений. Погрешности суммы, разности, произведения, частного, степени и корня. Понятие о вероятностной оценке погрешности.
Вопрос 2
Метод Рунге-Кутта для системы дифференциальных уравнений первого порядка.
Задача №7
-
РОАТ
Кафедра
«Высшая и прикладная математика»
Билет №16 по дисциплине
«Численные методы в инженерных расчетах»
Утверждаю
Зав. кафедрой
Ридель В.В..
Вопрос 1
Решение алгебраических и трансцендентных уравнений. Отделение корней. Метод касательных.
Вопрос 2 Подбор эмпирических формул. Метод наименьших квадратов.
Задача №8
-
РОАТ
Кафедра
«Высшая и прикладная математика»
Билет №17 по дисциплине
«Численные методы в инженерных расчетах»
Утверждаю
Зав. кафедрой
Ридель В.В..
Вопрос 1
Системы нелинейных уравнений. Метод итераций.
Вопрос 2
Сравнение величин. Нахождение стохастической зависимости. Подбор эмпирический формул. Метод наименьших квадратов.
Задача №9
-
РОАТ
Кафедра
«Высшая и прикладная математика»
Билет №18 по дисциплине
«Численные методы в инженерных расчетах»
Утверждаю
Зав. кафедрой
Ридель В.В.
Вопрос 1
Абсолютная и относительная погрешности. Определение количества верных значащих цифр результата вычислений. Погрешности суммы, разности, произведения, частного, степени и корня. Понятие о вероятностной оценке погрешности.
Вопрос 2
Вычисление определителей и обращение матрицы методом Гаусса.
Задача №10
-
РОАТ
Кафедра
«Высшая и прикладная математика»
Билет №19 по дисциплине
«Численные методы в инженерных расчетах»
Утверждаю
Зав. кафедрой
Ридель В.В..
Вопрос 1
Решение алгебраических и трансцендентных уравнений. Отделение корней. Метод хорд
Вопрос 2
Решение задач линейного программирования симплекс методом.
Задача №11
-
РОАТ
Кафедра
«Высшая и прикладная математика»
Билет №20 по дисциплине
«Численные методы в инженерных расчетах»
Утверждаю
Зав. кафедрой
Ридель В.В.
Вопрос 1
Случайные числа. Метод Монте-Карло. Моделирование нормальной случайной величины.
Вопрос 2
Вычисление определенных интегралов с помощью формул прямоугольников. Погрешности численного интегрирования.
Задача №12
-
РОАТ
Кафедра
«Высшая и прикладная математика»
Билет №21 по дисциплине
«Численные методы в инженерных расчетах»
Утверждаю
Зав. кафедрой
Ридель В.В.
Вопрос 1
Вычисление кратных интегралов методом Монте-Карло.
Вопрос 2
Метод итераций для систем линейных уравнений. Приведение системы линейных уравнений к виду, удобному для итерации.
Задача №13
-
РОАТ
Кафедра
«Высшая и прикладная математика»
Билет №22 по дисциплине
«Численные методы в инженерных расчетах»
Утверждаю
Зав. кафедрой
Ридель В.В.
Вопрос 1
Абсолютная и относительная погрешности. Определение количества верных значащих цифр результата вычислений. Погрешности суммы, разности, произведения, частного, степени и корня. Понятие о вероятностной оценке погрешности.
Вопрос 2
Численное интегрирование. Формула Симпсона. Погрешности численного интегрирования.
Задача №14
-
РОАТ
Кафедра
«Высшая и прикладная математика»
Билет №23 по дисциплине
«Численные методы в инженерных расчетах»
Утверждаю
Зав. кафедрой
Ридель В.В.
Вопрос 1
Вычисление определенных интегралов с помощью формул трапеций. Погрешности численного интегрирования.
Вопрос 2
Метод Рунге-Кутта для системы дифференциальных уравнений первого порядка.
Задача №15
-
РОАТ
Кафедра
«Высшая и прикладная математика»
Билет №24 по дисциплине
«Численные методы в инженерных расчетах»
Утверждаю
Зав. кафедрой
Ридель В.В.
Вопрос 1
Вычисление определенных интегралов с помощью формул прямоугольников. Погрешности численного интегрирования.
Вопрос 2
Решение алгебраических и трансцендентных уравнений. Отделение корней. Метод половинного деления.
.
Задача №16
-
РОАТ
Кафедра
«Высшая и прикладная математика»
Билет №25 по дисциплине
«Численные методы в инженерных расчетах»
Утверждаю
Зав. кафедрой
Ридель В.В.
Вопрос 1
Системы линейных уравнений. Метод исключения Гаусса.
Вопрос 2
Градиентные методы решения гладких экстремальных задач: градиентный метод с регулировкой шага.
Задача №17
-
РОАТ
Кафедра
«Высшая и прикладная математика»
Билет №26 по дисциплине
«Численные методы в инженерных расчетах»
Утверждаю
Зав. кафедрой
Ридель В.В.
Вопрос 1
Экстраполирование функций. Среднеквадратическое приближение функций. Среднеквадратическое приближение функций при помощи тригонометрических многочленов. Равномерное и наилучшее равномерное приближение функций.
Вопрос 2
Метод Рунге-Кутта для системы дифференциальных уравнений первого порядка.
Задача №18
-
РОАТ
Кафедра
«Высшая и прикладная математика»
Билет №27по дисциплине
«Численные методы в инженерных расчетах»
Утверждаю
Зав. кафедрой
Ридель В.В.
Вопрос 1
Вычисление кратных интегралов методом Монте-Карло.
Вопрос 2
Численное решение уравнений. Метод Зейделя Условия сходимости и оценка погрешности.
Задача №19
-
РОАТ
Кафедра
«Высшая и прикладная математика»
Билет №28 по дисциплине
«Численные методы в инженерных расчетах»
Утверждаю
Зав. кафедрой
Ридель В.В.
Вопрос 1
Метод Рунге-Кутта для системы дифференциальных уравнений первого порядка.
Вопрос 2
Метод итераций для систем линейных уравнений. Приведение системы линейных уравнений к виду, удобному для итерации.
Задача №20
-
РОАТ
Кафедра
«Высшая и прикладная математика»
Билет №29 по дисциплине
«Численные методы в инженерных расчетах»
Утверждаю
Зав. кафедрой
Ридель В.В.
Вопрос 1
Сравнение величин. Нахождение стохастической зависимости. Подбор эмпирический формул. Метод наименьших квадратов.
Вопрос 2
Численное решение уравнений. Комбинированный метод хорд и касательных. Условия сходимости и оценка погрешности.
Задача №21
-
РОАТ
Кафедра
«Высшая и прикладная математика»
Билет №30 по дисциплине
«Численные методы в инженерных расчетах»
Утверждаю
Зав. кафедрой
Ридель В.В.
Вопрос 1
Вычисление определенных интегралов с помощью формул Симпсона. Погрешности численного интегрирования.
Вопрос 2
Решение алгебраических и трансцендентных уравнений. Отделение корней. Метод половинного деления.
Задача №22