Základy numerické matematiky

Number rules the universe.

Pythagoras

 
 
 
 
 
 

Organizace kurzu

Aktuality

Látka bude zkoušena v rozsahu, v jakém byla probrána na přednášce. Ke každé přednášce jsou k dispozici výpisky a starší videa. Videa k první půlce semestru lze nalézt na tomto odkazu a k druhé půlce semestru na tomto odkazu.

Ukázkové zadání zkoušky ze ZNM na tomto odkazu.

Práce na cvičení obnaší mimo jiné práci v prostředí MATLAB. V učebnách, kde cvičení probíhají, jsou počítače, kde je tento software nainstalován. Pokud si chcete nainstalovat MATLAB na svůj počítač (což doporučujeme), postupujte podle pokynů na stránkách fakulty.

Přednášky

středa 12:20–13:50 (K1), pátek 10:40–12:10 (K1) (týden 1–7: Iveta Hnětynková, týden 8–13: Václav Kučera)

Cvičení

pondělí 14:00–15:30 (K11) (Monika Balázsová)

pondělí 14:00–15:30 (K4) (Michal Outrata)

úterý 15:40–17:10 (K11) (Jan Papež)

úterý 15:40–17:10 (K4) (Tomáš Hammerbauer)

středa 14:00–15:30 (K11) (Jan Blechta)

středa 14:00–15:30 (K4) (Michal Outrata)

Plán semestru

Týden Téma přednášky Téma cvičení Soubory Výpisky
1 (od 30.9.) st: Úvod - motivace
pá: Modely, chyby, FPA, cilivost, stabilita
Opakování, maticové normy Úvodní pojmy
2 (od 7.10.) st: Soustavy lineárních rovnic – iterační metody I
pá: Soustavy lineárních rovnic – iterační metody II
Úvod do Matlabu Soustavy lin. alg. rovnic
3 (od 14.10.) st: OG transformace – konstrukce
pá: OG transformace – aplikace
Soustavy lineárních rovnic OG transformace
4 (od 21.10.) st: Lin. aproximační problémy – analýza
pá: Lin. aproximační problémy – metody
OG transformace a rozklady
Lin. aproximační problémy
5 (od 28.10.)
po
st: Částečný problém vl. čísel – mocninná metoda
pá: Krylovovské prostory
út, st: Lin. aproximační problémy Částečný problém vl. č.
6 (od 4.11.)
út
st: Částečný problém vl. čísel – Lanczosova, Arnoldiho metoda
pá: Úplný problém vlastních čísel – Schurův rozklad
po: Lin. aproximační problémy
st: Opakování
Úplný problém vl. č.
7 (od 11.11.) st: Úplný problém vlastních čísel – QR algoritmus
pá: QR algoritmus pro SVD
Problém vl. čísel – mocninná metoda
8 (od 18.11.) st: Nelineární algebraické rovnice
pá: Metody pevného bodu
Problém vl. čísel – Krylovovské metody Zápisky 1
Zápisky 2
9 (od 25.11.) st: Optimalizační metody
pá: Ortogonální polynomy
Nelineární algebraické rovnice
Zápisky 3
Zápisky 4
10 (od 2.12.) st: Interpolace funkcí
pá: Interpolace pomocí splinu
Optimalizace, ortogonální polynomy Zápisky 5
Zápisky 6
11 (od 9.12.) st: Aproximace integrálu – kvadratura
pá: Gaussova kvadratura
Interpolace
Zápisky 7
Zápisky 8
12 (od 16.12.) st: Jednokrokové metody pro ODR I
pá: Jednokrokové metody pro ODR II
Kvadratura Zápisky 9
Zápisky 10
13 (od 6.1.) st: Vícekrokové metody pro ODR I
pá: Vícekrokové metody pro ODR II
Numerické metody ODR
Zápisky 11
Zápisky 12

Zápočet a zkouška

Požadavky k zápočtu. Pro získání zápočtu je třeba splnit obě následující podmínky:

1. Aktivní účast na nejméně 9 cvičeních.

2. Řešení domácích úkolů. Na cvičeních studenti dostanou postupně 5 úkolů, které řeší doma ve skupinách nejvýše po třech. Skupiny je možné tvořit pouze ze studentů navštěvujících cvičení stejného cvíčícího. Na vypracování poté mají jeden týden a řešení odevzdají elektronicky či na papíře cvičícímu. Za každý úkol mohou studenti získat 0 až 6 bodů. K udělení zápočtu je třeba získat alespoň dvě třetiny z celkového počtu bodů, tedy 20.

Požadavky ke zkoušce. Zkouška je písemná, její obsah odpovídá sylabu. Studenti dostanou 4 témata, z toho (A) 2 z numerických metod pro úlohy lineární algebry a (B) 2 z numerických metod pro úlohy matematické analýzy. Za každé téma mohou získat až 10 bodů. Nutnou podmínkou pro složení zkoušky je zisk alespoň 21 bodů, z toho alespoň 5 bodů z části (A) a 5 bodů z části (B). Po písemné části zkoušky bude studentům nabídnuta známka. Studenti, kteří nebudou se známkou spokojeni, mohou být vyzkoušeni ústně (s přihlédnutím k výsledkům písemné části zkoušky).

Studenti předmětu Základy numerické lineární algebry (NMMB203) absolvují pouze první půlku semestru, kterou přednáší Iveta Hnětynková. Pro podmínky zápočtu viz popis předmětu v SISu.

Přednášející a cvičící

Katedra numerické matematiky

Iveta Hnětynková

přednášející

Václav Kučera

přednášející

Monika Balázsová

cvičící

Jan Papež

cvičící

Jan Blechta

cvičící

Michal Outrata

cvičící

Tomáš Hammerbauer

cvičící

Materiály, odkazy

Doporučená literatura

J. Duintjer Tebbens, I. Hnětynková, M. Plešinger, Z. Strakoš, P. Tichý: Analýza metod pro maticové výpočty - Základní metody, Matfyzpress, 2023 (2. vydání)

J. Segethová: Základy numerické matematiky, Skriptum MFF UK, 2002

M. Feistauer, V. Kučera: Základy numerické matematiky, Skriptum MFF UK, 2014

L. N. Trefethen and D. Bau, III, Numerical linear algebra, SIAM, Philadelphia, PA, 1997

A. Quarteroni, R. Sacco and F. Saleri: Numerical mathematics, Springer-Verlag, 2000

D. S. Watkins: Fundamentals of Matrix Computations, Willey Interscience, New Yourk, 2010

 

Další odkazy