análisis numérico

6
 RESOLVER POR METODO DE CORRECCION RESIDUAL CON PIVOTEO PARCIAL EN ARITMETICA DECIMAL DE 4 DIGITOS  - 1,360 X - 8,442 Y - 0,4169 Z =  - 3,654 1)  - 0,8800 X + 0,1944 Y + 1,525 Z = 0,6266 1,826 X - 0,7275 Y - 0,3004 Z =  - 0,9781 X (0) = -0,3186 Y (0) = 0,476 Z (0) = 0,1664 X (1) = -0,3187 Y (1) = 0,476 Z (1) = 0,1663  - 0,4520 X + 2,565 Y - 8,190 Z =  - 4,477 2)  - 0,1800 X - 0,3045 Y - 4,835 Z =  - 0,7069  - 6,317 X + 7,100 Y + 0,0754 Z =  - 0,4396 X (0) = -1,188 Y (0) = -1,122 Z (0) = 0,2609 X (1) = -1,187 Y (1) = -1,121 Z (1) = 0,261 4,242 X - 0,6756 Y + 0,9153 Z = 8,872 3) 0,2795 X + 0,0375 Y - 0,6205 Z = 2,507  - 0,3841 X - 2,774 Y - 0,9238 Z =  - 0,0709 X (0) = 2,777 Y (0) = 0,5594 Z (0) = -2,756 X (1) = 2,775 Y (1) = 0,5592 Z (1) = -2,756  - 0,4246 X - 0,0655 Y + 0,9912 Z =  - 3,591 4)  - 2,630 X + 0,4557 Y - 0,4949 Z = 3,850 0,2622 X - 6,328 Y + 3,450 Z =  - 7,199 X (0) = -0,8909 Y (0) = -1,123 Z (0) = -4,079 X (1) = -0,8909 Y (1) = -1,123 Z (1) = -4,079 0,1695 X + 0,0890 Y - 0,3402 Z =  - 0,7137 5) 0,0285 X - 5,992 Y - 0,1636 Z = 0,0877  - 0,5533 X - 1,449 Y + 0,2396 Z =  - 0,2765 X (0) = 2,082 Y (0) = -0,0897 Z (0) = 3,111 X (1) = 2,082 Y (1) = -0,0897 Z (1) = 3,112 0,7363 X - 0,1878 Y + 7,450 Z =  - 0,7834 6)  - 0,7185 X + 0,2409 Y - 0,0763 Z =  - 0,5884  - 0,2642 X - 0,5140 Y - 4,443 Z =  - 0,8208 X (0) = 1,69 Y (0) = 2,53 Z (0) = -0,2083 X (1) = 1,689 Y (1) = 2,529 Z (1) = -0,2083  - 3,534 X + 0,5031 Y + 5,554 Z = 3,758 7) 0,6652 X + 0,9611 Y + 0,3907 Z = 3,483  - 0,0687 X + 6,573 Y - 3,874 Z = 7,706 X (0) = 1,466 Y (0) = 2,028 Z (0) = 1,426 X (1) = 1,467 Y (1) = 2,028 Z (1) = 1,427  - 3,851 X + 0,4399 Y + 2,191 Z =  - 8,935 8)  - 9,060 X - 0,7352 Y + 2,283 Z =  - 0,2736 0,4744 X + 1,202 Y + 0,3731 Z =  - 0,4942 X (0) = -2,628 Y (0) = 3,544 Z (0) = -9,406 X (1) = -2,629 Y (1) = 3,548 Z (1) = -9,412 0,8331 X - 0,7785 Y - 0,8285 Z = 0,6560 9)  - 3,578 X - 6,571 Y + 7,595 Z = 2,397 4,021 X + 4,698 Y + 4,882 Z =  - 0,9089 X (0) = 0,3375 Y (0) = -0,5136 Z (0) = 0,03019 X (1) = 0,3374 Y (1) = -0,5136 Z (1) = 0,03018  - 1,282 X - 0,2876 Y - 9,320 Z =  - 0,7565 10)  - 1,106 X + 0,6110 Y - 1,166 Z =  - 0,2106  - 0,0077 X + 8,940 Y + 7,254 Z = 2,736 X (0) = 0,3162 Y (0) = 0,2828 Z (0) = 0,02895 X (1) = 0,3161 Y (1) = 0,2828 Z (1) = 0,02896

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  • RESOLVER POR METODO DE CORRECCION RESIDUALCON PIVOTEO PARCIAL EN ARITMETICA DECIMAL DE 4 DIGITOS

    - 1,360 X - 8,442 Y - 0,4169 Z = - 3,6541) - 0,8800 X + 0,1944 Y + 1,525 Z = 0,6266

    1,826 X - 0,7275 Y - 0,3004 Z = - 0,9781

    X(0)

    = -0,3186 Y(0)= 0,476 Z(0)= 0,1664X(1)

    = -0,3187 Y(1)= 0,476 Z(1)= 0,1663

    - 0,4520 X + 2,565 Y - 8,190 Z = - 4,4772) - 0,1800 X - 0,3045 Y - 4,835 Z = - 0,7069

    - 6,317 X + 7,100 Y + 0,0754 Z = - 0,4396

    X(0)

    = -1,188 Y(0)= -1,122 Z(0)= 0,2609X(1)

    = -1,187 Y(1)= -1,121 Z(1)= 0,261

    4,242 X - 0,6756 Y + 0,9153 Z = 8,8723) 0,2795 X + 0,0375 Y - 0,6205 Z = 2,507

    - 0,3841 X - 2,774 Y - 0,9238 Z = - 0,0709

    X(0)

    = 2,777 Y(0)= 0,5594 Z(0)= -2,756X(1)

    = 2,775 Y(1)= 0,5592 Z(1)= -2,756

    - 0,4246 X - 0,0655 Y + 0,9912 Z = - 3,5914) - 2,630 X + 0,4557 Y - 0,4949 Z = 3,850

    0,2622 X - 6,328 Y + 3,450 Z = - 7,199

    X(0)

    = -0,8909 Y(0)= -1,123 Z(0)= -4,079X(1)

    = -0,8909 Y(1)= -1,123 Z(1)= -4,079

    0,1695 X + 0,0890 Y - 0,3402 Z = - 0,71375) 0,0285 X - 5,992 Y - 0,1636 Z = 0,0877

    - 0,5533 X - 1,449 Y + 0,2396 Z = - 0,2765

    X(0)

    = 2,082 Y(0)= -0,0897 Z(0)= 3,111X(1)

    = 2,082 Y(1)= -0,0897 Z(1)= 3,112

    0,7363 X - 0,1878 Y + 7,450 Z = - 0,78346) - 0,7185 X + 0,2409 Y - 0,0763 Z = - 0,5884

    - 0,2642 X - 0,5140 Y - 4,443 Z = - 0,8208

    X(0)

    = 1,69 Y(0)= 2,53 Z(0)= -0,2083X(1)

    = 1,689 Y(1)= 2,529 Z(1)= -0,2083

    - 3,534 X + 0,5031 Y + 5,554 Z = 3,7587) 0,6652 X + 0,9611 Y + 0,3907 Z = 3,483

    - 0,0687 X + 6,573 Y - 3,874 Z = 7,706

    X(0)

    = 1,466 Y(0)= 2,028 Z(0)= 1,426X(1)

    = 1,467 Y(1)= 2,028 Z(1)= 1,427

    - 3,851 X + 0,4399 Y + 2,191 Z = - 8,9358) - 9,060 X - 0,7352 Y + 2,283 Z = - 0,2736

    0,4744 X + 1,202 Y + 0,3731 Z = - 0,4942

    X(0)

    = -2,628 Y(0)= 3,544 Z(0)= -9,406X(1)

    = -2,629 Y(1)= 3,548 Z(1)= -9,412

    0,8331 X - 0,7785 Y - 0,8285 Z = 0,65609) - 3,578 X - 6,571 Y + 7,595 Z = 2,397

    4,021 X + 4,698 Y + 4,882 Z = - 0,9089

    X(0)

    = 0,3375 Y(0)= -0,5136 Z(0)= 0,03019X(1)

    = 0,3374 Y(1)= -0,5136 Z(1)= 0,03018

    - 1,282 X - 0,2876 Y - 9,320 Z = - 0,756510) - 1,106 X + 0,6110 Y - 1,166 Z = - 0,2106

    - 0,0077 X + 8,940 Y + 7,254 Z = 2,736

    X(0)

    = 0,3162 Y(0)= 0,2828 Z(0)= 0,02895X(1)

    = 0,3161 Y(1)= 0,2828 Z(1)= 0,02896

  • Mtodo de Cholesky

    1. Resolver los sistemas de matrices simtricas definidas positivas usando el mtodode Cholesky:

    %* "% "% B &") '% (# %) B )!

    "% & $ C "%& (# ""( %# C &%

    "% $ $! D $!" %) %# )* D %!#

    " ' % B %&

    ' ""( () C *%&

    % () '" D '#"

    %* $& "% "% B '$!

    $& "!' '# "( C '(&

    "% '# ""( (( D &')

    "% "( (( *) A *)"

    * ") #( "# B ""( )" ! )" *

    ") () %% C $%' ! '% $# '%

    #( () "") '$ D &!# )" $# *) "'

    "# %% '$ &% A $(" * '% "' "*&

    B ""(C "'!

    D '#

    A '(#

    2. La figura representa una placa donde cada nodo de temperatura se calcula como elpromedio de sus vecinos mas prximos, por ejemplo X " &X X "&%# &

    Exprese el sistema de ecuaciones en la forma y resulvalo por el mtodo deEB ,Cholesky.

  • 79

    180

    92

    45920

    =

    37

    3

    0

    0

    0

    1

    47

    8

    0

    0

    0

    7

    20

    7

    0

    0

    0

    1

    49

    5

    0

    0

    0

    6

    20

    x1

    x2

    x3

    x4

    x5

    18

    3

    0

    0

    0

    8

    24

    4

    0

    0

    0

    6

    34

    4

    0

    0

    0

    2

    29

    8

    0

    0

    0

    4

    48

    x1

    x2

    x3

    x4

    x5

    208

    192

    160

    120

    176

    =5) 6)

    =

    =

    71

    88

    74

    80

    71

    16

    3

    0

    0

    0

    522

    2

    0

    0

    0

    510

    8

    0

    0

    0

    2

    11

    5

    0

    0

    0

    2

    27

    x1

    x2

    x3

    x4

    x5

    4)

    102

    84

    1055

    186

    16

    9

    0

    0

    0

    7

    251

    0

    0

    0

    3

    19

    50

    0

    0

    4

    12

    6

    0

    0

    0

    2

    20

    x1

    x2

    x3

    x4

    x5

    3)

    126

    224

    98

    298

    307

    =

    17

    9

    0

    0

    0

    6

    597

    0

    0

    0

    7

    28

    6

    0

    0

    0

    6

    31

    4

    0

    0

    0

    531

    x1

    x2

    x3

    x4

    x5

    2)

    147

    29

    214

    198

    118

    =

    356

    0

    0

    0

    7

    17

    4

    0

    0

    0

    6

    33

    6

    0

    0

    0

    545

    1

    0

    0

    0

    3

    19

    x1

    x2

    x3

    x4

    x5

    1)

    Resolver por el mtodo de las matrices tridiagonales

  • ANALISIS DE ERROR

    1. Cuntos D.S. tienen las soluciones en :x , y

    . . .

    . . .

    4 002 12 999 5 0023 001 9 997 3 003

    xy

    4 13 11 53 10 3 3respecto de 11 y 3 si:

    2. Dado el sistema :

    9 27 15 2127 130 59 11215 59 54 110

    x

    yz

    a) Hallar la solucin exacta por el mtodo de Cholesky.b) Determinar la cantidad de D.S. de las soluciones respecto de si:x' , y' , z' x, y, z

    9.02 26.97 15.03 21.0327.01 129.96 59 111.9515.04 58.95 54.02 110.04

    x'

    y'z'

    3. Dados los sistemas:

    ; 7 5 44 3 9 7

    B ,B % !!" # ** ,

    " ( !!# & !!" B

    B" "

    # #

    . .

    . .

    w"w#

    Determine el nmero mnimo de D.S. que se debe considerar en y respecto del, ," #

    sistema original para que y tengan 1 D.S. respecto de y .B B B Bw w" " 2 2

    4. Resolver por el mtodo de Cholesky el sistema:a

    1 4 7 104 25 40 737 40 69 110

    BBB

    "

    #

    $

    b) Si a cada coeficiente de y se le suma 0.003 Cuntos D.S. se puede A b asegurar que tiene la solucin de este sistema respecto del original? Ayuda: l lA"

    _ %

    5. Para el sistema:

    #& # % & ) $%( %! $ # * $#" ( $& & # %'% % ' $! ) ")* " ' ( %& ##

    BBBBB

    "

    #

    $

    %

    &

    Estimar el error mximo posible en la solucin, si a cada coefiente de la matriz Ey se suma 0.0002.,

  • 6. Dado el sistema:37

    3

    0

    0

    0

    1

    47

    8

    0

    0

    0

    7

    20

    7

    0

    0

    0

    1

    49

    5

    0

    0

    0

    6

    20

    x1

    x2

    x3

    x4

    x5

    =

    79

    180

    92

    45920

    a) Si a cada coeficiente de y se le suma Cuntos DS tienen lasE , !!!!#soluciones del nuevo sistema respecto del original ?

    b) Estimar una cota para , tal que si se suma a cada coefiente no nulo de & & ! Elas soluciones del nuevo sistema tienen 2 DS respecto del original.

    7. Dados los sistemas:

    )" %& ") B ##!& %& )* # C '''& C ") # "(( D %))&

    B

    D6

    6; E ,w w

    w

    w

    w

    a) Resuelva el primero por el mtodo de Choleski.

    b) Si cada coeficiente de tiene D.S. respecto del sistema original,, )wdetermine el mnimo nmero de D.S. que deben tener los coeficientes deE B C D %w w w wpara garantizar que tengan D.S.

    8. Si el sistema:

    8 " " " "" 8 " " "" " 8 " " " " " 8 B "

    BBB

    "

    #

    $

    8

    se modifica sumando a cada coeficiente de la matriz , determine& E"$8el mximo error posible para cada solucin del sistema perturbado.B 3