Datorövning i MATLAB för envariabelanalys

  Matlaborationer nedan kan ge (1p-3p) poäng tillgodo för tentamen. Den skall utföras ensam eller av en grupp bestående av högst 2 teknologer.
För att bli gokänd krävs att den skall vara väl skriven och varje steg skall motiveras i ord. Varje grupp skall kunna redovisa sitt arbete på tavlan under opponeringsmoment. Alla gruppsmedlemar skall kunna besvara opponenters/kursledarensfrågor.  OBS! Regelverket

  Den skriftliga rapporten skall skickas med epost till karim senast fredag 2 mars 2007. Det rekommenderas alltså att man skriver rapporten med hjälp av något dataprogram( t.ex Word). Alla rapporter kommer att publiceras på kursenshemsida. Det ingår även i detta kursmoment att vaje projektgrupp skall granska en annan grupps arbete och "opponera" på projektet vid den muntliga redovisningen, den muntliga presentationerna skall vara vara ca 15-20 minuter per grupp, kommer att hållas måndag 5 mars 2007 i aula kl 13--. Ev komplettering skall sändas till karim senast (deadline) torsdag 8 mars kl 18.00.

Kursmaterial

För att utföra Matlaborationer behövs  följande
1)  Envariabelanalys med Matlab (sid 1-17)

2)  Övningsboken: Övningar i analys i en variabel, 4:e upplagan. Lunds tekniska högskola/KFS förlag (2001).

Följande laborationer (högst en lab/grupp) kan med fördel väljas. Observera detta är en kurs i matematik och inte i matlab. Förklara era resultat både matematiskt och fysikaliskt. Under hela utbildningen är det tänkt att du skall använda MATLAB som räkneverktyg, dessutom används programmet av allt fler företag så den tid du nu ägnar åt att lära dig grunderna är väl använd. För att övningarna skall kunna ge bestående kunskap krävs att du arbetar aktivt och medvetet med dem.
Matlab-filer skall alltid anges med resultat som följer efter. Inspirerar dig fån t.ex lab9, lab10 eller  matlaborationer från 5B1146
  1. Lab1: gränsvärden (ger 2p): uppgift 10 ( övn 3.33 skall vara 2.33) tom14, sid 6 av Envariabelanalys med Matlab (sid 1-17). I uppgift övning
  2. Lab2: derivator (ger 2p): uppgift 15 tom 18 ,sid 7 ( Obs! Övn 17 står 4.25 skall stå3.11) av Envariabelanalys med Matlab (sid 1-17)
  3. Lab3: ekvationslösning (ger 2p) se även lab9: upgifeter 21 tom 25, sid 9 av Envariabelanalys med Matlab (sid 1-17)
  4. Lab 4: serier (ger 1p) : uppgifter 30 tom 33, ( uppgft 33 skall göras med serier som uppgft32) sid 12av Envariabelanalys med Matlab (sid 1-17)
  5. Lab5: numerisk integration (ger 2p): uppgifter 34tom 38, sid 14 av Envariabelanalys med Matlab (sid 1-17)
  6. Lab6: svängningsekvationen (ger 2p):uppgift 42 sid 16 av Envariabelanalys med Matlab (sid 1-17)
  7. Lab7 (ger 2p) kan hämtas HÄR: behandlar hur man löser icke-linjära ekavationer ( jämför med lab3)
  8. Lab8(ger 1p) kan hämtasHÄR: behandlar numeriska metoder för ördinära differentialekvationer(jämför avsnitt4.2 i Envariabelanalys med Matlab (sid 1-17) 
  9. Lab9(ger 3p) kan hämtas HÄR: behandlar "svängningar" jämför med Lab6.

M-filer för hämtning

 

Ekvationslösning

Vi startar med intervallhalveringsmetoden som används enligt [x1,x2] = inthalv(f,a,b,tol), där f är funktionen vars nollställe vi försöker lokalisera, [a,b] är ett intervall inom vilket den sökta roten finns och tol är feltoleransen. Det måste gälla att f(a) och f(b) har olika tecken. Vi fortsätter med Newton-Raphsons metod som har syntaxen xut = NR(f,x0,tol).  Vi kan även erbjuda en kod som implementerar Newton-Raphsons metod för ett system av ekvationer: f(x,y) = 0, g(x,y) = 0. För att den ska fungera behövs den här hjälpfilen som beräknar Jakobianen. Den används så här: xut = NR2(f,g,x0,tol). Här är både x0, och xut vektorer av längd 2. Här är ett exempel som visar hur den används:  

f = inline('x.^3+x.*y-1','x','y'), g = inline('4*x.^2-y+1','x','y'), r = NR2(f,g,[0.5,2],1e-5)

Vill vi lösa en ekvation av typen x = F(x) använder vi oss utav fixpunktiteration enligt xut = fixit(F,x0,tol). Som ni alla vet så måste |F'(x)|<1 i ett intervall som innehåller roten och startvärdet x0.

 

 

Numerisk integration

Här är en enkel implementering av trapetsmetoden. Användning: A = trap(f,a,b,n),  där f är funktionen som ska integreras, [a,b] är integrationsintervallet och n är antalet trapetser. Den här m-filen som använder Simpsons formel har syntaxen A = simp(f,a,b,n), där f, a, b och n har samma betydelse som ovan. Observera att n måste vara jämnt här!  Den här koden implementerar adaptiv integration med trapetsregeln. Här är syntaxen A = trapets(f,a,b,tol,I0), där tol är toleransen och I0 är ett startvärde som kan sättas till princip vad som helst.

 

 

Differentialekvationer

Här är ett program som ritar riktningsfält utan pilar. Kommandot rf(f,x1,x2,y1,y2) ger ett riktningsfält av f(x,y) i rektangeln x1<x<x2, y1<y<y2.

För en numerisk lösning av begynnelsevärdesproblemet y'=f(x,y), y(a)=y0 kan vi använda oss av Eulers metod : [x y]=euler(f,a,b,n). Här är [a,b] det intervall som vi beräknar lösningen för och n är antal beräkningssteg. Filen svfun.m som behövs till lab8

 


Gruppredovisning kommer att hållas måndag 5 mars 2007 i Aula kl 13--. Ev komplettering skall sändas till karim senast (deadline) torsdag 8 mars kl 18.00.

grupp1
Adam Eriksson
Tommy Marshall
Gränsvärden+serier
opponent: grupp6 +11 skall opponera på grupp1
Bedömning= 3p
PUBLICERAS



grupp2
Dino Strömberg, Jerker Skogby
 derivator+serier
oppnent:grupp1+5 grupp1+5 skall opponera på grupp2
bedömning=3p
PUBLICERAS
PUBLICERAS

grupp3
Mariana Dalarsson,  Johan Svenonius, I
opponent: grupp7 skall opponera på grupp3
Bedömning=3p
PUBLICERAS

grupp4
Sonja Hiltunen,Sanna Eskelinen
Derivator
opponent: grupp5 skall opponera på grupp4
Bedömning=2p
PUBLICERAS

grupp5
Olov Samuelsson    
Erik Axelsson
Derivator
opponent: grupp 4 skall opponera på grupp5
bedömning=2p
PUBLICERAS



grupp 6
Joyce Wong
Daniel Uvehag
Gränsvärden+summor
Opponent: grupp1+11skall opponera på grupp6
bedömning=3p
PUBLICERAS
grupp 7
Björn Andersson
Johannes Nordkvist
Ekvationslösning
opponent:grupp3skall opponera på grupp7
bedömning=2p
PUBLICERAS
grupp8
Ludvig Adlercreutz
Hans Lindgren
derivator
opponent grupp
4+5skall opponera på grupp8
Bedömning=2p
PUBLICERAS



grupp9
Ann-Sofi Åhn
Erik Lundberg
gränsvärden
opponent:  grupp10 skall opponera på grupp9
bedömning=0p




grupp10
David Andersson Milan Yazdanfar
gränsvärden
opponent: grupp 9 +2 skall opponera på grupp10
Bedömning=3p
PUBLICERAS

grupp 11
Andres Karlsson
Gränsvärden+serier
Opponent grupp1+6
skall opponera på grupp 11
Bedömning=3p

PUBLICERAS
PUBLICERAS