Matemática Aplicada II

Conhecimentos de Base Recomendados

Conhecimentos elementares de análise matemática (cálculo diferencial e cálculo integral) e álgebra.

Métodos de Ensino

Nas aulas usam-se os métodos expositivo e inquisitivo. Cada capítulo é motivado com exemplos práticos e incentiva-se o espírito crítico e a compreensão dos mesmos. A teoria é depois aplicada recorrendo à discussão e resolução de exercícios.
Em algumas aulas exploram-se as competências de aprendizagem individual e de trabalho de grupo, através da resolução de exercícios práticos, da implementação de códigos recorrendo a software matemático e utilização desses códigos para resolução e discussão de exercícios.

Resultados de Aprendizagem

– Desenvolver o raciocínio matemático, a capacidade de análise dos problemas, a escolha dos métodos mais eficazes para resolução de problemas e a interpretação e análise dos resultados.
– Fornecer conhecimentos básicos de Álgebra Linear, com vista a uma aplicação da matéria nas diversas áreas abordadas no curso.
– Identificação, compreensão e resolução de problemas que envolvam cálculo matricial.
– Entender a limitação das técnicas analíticas na resolução de problemas matemáticos.
– Desenvolver a capacidade de utilização de métodos numéricos na resolução de problemas.
– Compreender as causas dos erros numéricos e a forma como estes podem ser controlados.
– Compreender a importância dos métodos numéricos na resolução de problemas do âmbito do curso.

Programa

1. Matrizes.
Definições. Operações com matrizes e propriedades.
2. Sistemas de equações lineares. Definições. Operações com matrizes e propriedades: Condensação de matrizes e característica; Classificação e resolução de sistemas de equações lineares – Métodos diretos: eliminação de Gauss, Métodos iterativos – Jacobi e Gauss-Seidel. Aplicações.
3. Noções gerais e breve referência à teoria dos erros.
Motivação. Definições.
4. Raízes de equações não lineares.
Motivação. Localização das raízes: Método gráfico e Teorema de Bolzano; Métodos da bissecção e de Newton. Estudo do erro. Critérios de paragem. Aspetos computacionais. Aplicações.
5. Interpolação polinomial.
Motivação. Unicidade do polinómio interpolador. Polinómio interpolador nas formas de Lagrange e de Newton. Estudo do erro de interpolação. Aspetos computacionais. Aplicações.
6. Integração numérica.
Motivação. Regras dos trapézios e de Simpson. Estudo do erro de integração numérica. Aspetos computacionais. Aplicações.

Métodos de Avaliação

Exame
  • - Exame - 100.0%

Estágio(s)

NAO

Bibliografia

Branco, J. R., Métodos Numéricos, DFM-ISEC, 2015

Anton, H., Elementary Linear Algebra, John Wiley & Sons, Inc, 2000

Chapra, S. C., Métodos Numéricos Aplicados com Matlab para engenheiros e cientistas, McGraw-Hill, 2013

Branco, J. R., Métodos Numéricos – Exercícios Matlab, DFM-ISEC, 2015

Branco, J. R., Métodos Numéricos – Caderno de Exercícios, DFM-ISEC, 2015

Fidalgo, C., Álgebra Linear, Instituto Superior de Engenharia de Coimbra

Graham, A., Matrix Theory and Applications for Engineers, Ellis Horwood Limited, 1979

Nicholson, W., Elementary Linear Algebra with Applications, PWS Publishing Company, 1986

James, G., Modern Engineering Mathematics, Prentice Hall, 2000