- •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
7. Перечень контрольных работ
По данной дисциплине выполняется одна контрольная работа, содержащая пять задач.
УСЛОВИЯ ЗАДАЧ |
ЧАСЫ |
1. По заданному числу, имеющему только верные цифры, находятся абсолютная и относительная погрешности. Задача решается аналитически и в системе Mathcad 6.0+. |
1 |
2. Находится общее решение неоднородного разностного уравнения второго порядка. Задача решается аналитически и в системе Mathcad 6.0+ или Maple V R4. |
2 |
3. По формуле Симпсона вычисляется с точностью 10-3 определенный интеграл от заданной функции для двух значений шага и . Производится оценка абсолютной погрешности по правилу Рунге. Задача решается аналитически и в системе Mathcad 6.0+ , с помощью которой определяется число шагов, необходимое для достижения точности вычислений 10-5. |
2 |
4. Методами разложения в степенной ряд и Рунге-Кутта решается задача Коши для обыкновенного дифференциального уравнения второго порядка с начальными условиями . Полученные результаты сравниваются. Задача решается аналитически и в системе Maple V R4. |
2 |
5. Методом наименьших квадратов находится эмпирическая формула заданного вида для зависимости и , заданной таблицей. Задача решается аналитически и в системе Mathcad 6.0+ или Maple V R4. |
1 |
8. Информационно-методическое обеспечеие дисциплины
8.1. Основная литература
Амосов А.А., Дубинский Ю.А., Копченов Н.А. Вычислительные методы для инженеров. - М.: Высшая школа, 2004.
Бахвалов Н.С., Жидков Н.П., Кобельков Г.М. Численные методы. - М.: Наука, 2007.
Годунов С.К., Рябенький В.С. Разностные схемы. - М.: Наука, 2005.
Дьяченко В.Ф. Основные понятия вычислительной математики. – М.: Наука, 2001.
Голечков Ю.И., Карпухин В.Б., Шестаков А.А. Математическое моделирование: Учеб. пос. - М.: РГОТУПС, 2002.
Дьяконов В.П. Компьютерная математика. Теория и практика. - М.: Нолидж, 2001. - 1296 с.
Дьяконов В.П. Maple 6: учебный курс. - С-Пб: Питер, 2001. - 608 с.
Голечков Ю.И. Руководство по освоению интегрированных систем Mathcad 6.0+ и Maple V R4. Для студентов I, II, III курсов всех специальностей. - М.: РГОТУПС, 2002.
Голечков Ю.И. Численные методы в инженерных расчетах. Руководство к выполнению лабораторных работ для студентов-заочников III курса всех инженерно-технических специальностей кроме БЖТ, ЭК. - М.: РГОТУПС, 2003.
Сдвижков О.А. Mathcad – 2000 : Введение в компьютерную математику. – М.: Изд. «Дашков и Ко», 2002. – 204 с.
8.2. Дополнительная литература
Воеводин В.В. Вычислительные основы линейной алгебры. - М.: Наука, 1977.
Волков Е.А. Численные методы. - М.: Наука, 1982.
Икрамов Х.Д. Численные методы линейной алгебры. - М.: Знание, 1987. - №4 - (сер. «Математика и кибернетика»).
Калиткин Н.Н. Численные методы. - М.: Наука, 1978.
Марчук Г.И. Методы вычислительной математики. - М.: Наука, 1977.
Самарский А.А. Введение в численные методы. - М.: Наука, 1982.
Самарский А.А., Гулин А.В. Численные методы. - М.: Наука, 1989.
Тихонов А.Н., Костомаров Д.П. Вводные лекции по прикладной математике. - М.: Наука, 1984.
Турчак Л.И. Основы численных методов. - М.: Наука, 1987.
Рябенький В.С. Введение в вычислительную математику. - М.: Наука, 1994.
Федоренко Р.П. Введение в вычислительную физику. - М.: Изд-во МФТИ, 1994.
Косарев В.Н. 12 лекций по вычислительной математике. - М.: Изд-во МФТИ, 1995.
Шестаков А.А., Малышева И.А., Пользов Д.П. Курс высшей математики. - М.: Высшая школа, 1987.
Сборник задач по методам вычислений / Под ред. П.И. Монастырского. - М.: Изд-во Физмат. - лит., 1994.
Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. - М.: Наука, 1973.
MathCAD 6.0 PLUS. Финансовые, инженерные и научные расчеты в среде WINDOWS 95 / Пер. с англ. - М.: Инф. - изд. Дом «Филинъ», 1996.
Манзон Б.М. Maple V Power Edition. - М.: Инф. - изд. Дом «Филинъ», 1998. - 240 с.