Šifra modula AMAT 360 Fakultet PMF Sarajevo

 

Numerička matematika

 

NASTAVNI PROGRAM

 

A. OPŠTI PODACI

Fakultet Prirodno-matematički fakultet Sarajevo
Odsjek Matematika
Smjer Primijenjena matematika, Teorijska kompjuterska nauka
Semestar Šesti
Naziv modula Numerička matematika
Tip modula Obavezni (smjer “Primjenjena matematika”)

Izborni (smjer “Teorijska kompjuterska nauka”)

Broj kreditnih bodova 5
Kontakt sati Ukupno Predavanja Vježbe Seminari Konsultacije
90 30 30 15 15
Samostalni rad (sati) 15
Obavezni prethodno položeni moduli Elementarna matematika, Uvod u matematiku, Analiza I, Analiza II, Uvod u računarsku tehniku, Uvod u linearnu algebru
Modul relevantan za module  
Nastavno osoblje  
– Nastavnik nosilac modula Doc. dr. Amela Muratović
– Ostali nastavnici  
– Asistenti Mr. Zlatko Udovičić

B. CILJEVI MODULA

Cilj modula je uvod studenata u teoriju grešaka, algortama i predstavljanje osnovnih agoritama za izračunavanje funkcija, rješavanje sistema linearnih jednačina, rješavanje nelinearnih jednačina i sistema nelinearnih jednačina, aproksimaciju funkcija i interpolaciju. Predmet je orjentisan na primjenu ovih algoritama na kompjuterima, te uticaj floating-point aritmetike na krajnji rezultat. Time je objašnjen način matematičkih izračunavanja na kompjuterima te je dat uvid u očekivanu tačnost dobivenih rezultata.

C. SPECIFIČNI ZADACI MODULA

Prikaz teorije grešaka prlikom mjerenja i prilikom obrade u kompjuterima ćime će student steći znanje da utvrdi granicu absolutne i relativne greške mjerenja da bi krajnji rezultat imao odgovarajuču tačnost.

Prikaz i primjena algoritama za rješavanje sistema linearnih jednačina: Gaussov, Gauss-Jordanov, Seidelov, Relaksacijski metodi, gradijentni i metodi Krilova. Analiza ovih algoritama i odabir najpogodnijeg algoritma.

Prikaz i primjena algoritama za rješavanje nelinearnih sistema jednačina: metodi sječice, tetive, Raphsonov, Newtonov i metod proste iteracije, kao i njigova generalizacija na sisteme nelinearnih jednačina.

Polinomijalna interpolacija i ekstrapolacija : Lagrangeova formula i druge.

Splajnovi i metoda najmanjih kvadrata.

D. OČEKIVANI REZULTATI NASTAVNOG PROCESA

Od studenta se zahtijeva pravljenje kompjuterskih programa na osnovu predstavljenih algoritama i njihova primjena. Time će student biti obućen da sam primjenjuje pomenute algoritme i da utvrdi tačnost dobivenih rezultata.

Analizom grešaka i broja operacija student će moći da se sam odluči za najbolji naćin rješavanja problema.

Takođe student će moći procjeniti granice greške prilikom mjerenja da bi se dobila zahtjevana tačnost.

E. SADRŽAJ NASTAVNOG PROCESA

Br. Nastavna jedinica Nastavni metod Sati rada
Kontakt Samostalno
1.          Teorija grešaka

Greška u floating point aritmetici

Kondicioni broj i stabilnost algoritma

Predavanja i auditorne vježbe

 

6+6+3

 

3

 

2.          Izračunavanje funkcija pomoću Taylorovog reda i primjenom rekurzivnih algoritama Predavanja i laboratorijske vježbe 2+2+1 1
3.          Projektori i Gram-Shmitdov postupak ortogonalizacije Predavanja i laboratorijske vježbe 2+2+1 1
4.          Direktni metodi za rješavanje sistema linearnih jednačina i uvod u iterativne metode

Iterativni metodi za rješavanje sistema linearnih jednačina

Predavanja i laboratorijeske vježbe

 

8+8+4 3
5.          Rješavanje nelinearnih jednačina Predavanja i laboratorijske vježbe 4+4+2 2
6.          Rješavanje sistema nelinearnih jednačina Predavanja i laboratorijske vježbe 2+2+1 1
7.          Interpolacija i ekstrapolacija Predavanja i laboratorijske vježbe 2+2+1 1
8.          Metoda najmanjih kvadrata, Splajnovi Predavanja i laboratorijske vježbe 2+2+1 2
Ukupno 30+30+15 15

F. PROVJERA ZNANJA I OCJENJIVANJE

Provjera znanja - kriteriji Ocjenjivanje
Kriterij Maksimalan broj bodova Bodovi za prolaz Osvojen broj bodova Ocjena

(BiH)

(ECTS ocjena)
Urednost pohađanja nastave 10 8 < 60,00 5 F
Angažman na nastavi 10 6 60,00 – 67,99 6 E
Testovi tokom kursa[1] 20 12 68,00 – 75,99 7 D
Projekat[2] 30 17 76,00 – 83,99 8 C
Pismeni završni ispit 30 17 84,00 – 91,99 9 B
U k u p n o 100 60 92,00 – 100 10 A

1. Tokom kursa biće održana dva testa, u trajanju od 1 sata.

2. Studenti će tokom laboratorijskih vježbi praviti kompjuterske programe te iste analizirati.

 

G. LITERATURA

 Osnovna literatura: 

1.        Skripta PMF-a

Dopunska literatura:

1.        Quarteroni, R. Sacco, F. Saleri, Numerical Mathematics, Springer, 2000.

2.        L.N. Trefethen, D. Bau, III, Numerical Linear Algebra, SIAM, 1997.

3.        E. Isaacson, H. B. Keller, Analysis of Numerical Methods, Dover, 1966.



[1] Ukupno 3 testa tokom trajanja semestra, poslije svakih 20 sati predavanja. Prvi test – maksimalno 6 bodova, drugi test maksimalno 6 bodova, treći test maksimalno 8 bodova.

[2] Grupni projekat osmišljen sa nastavnikom, realizovan i prezentiran tokom semestra. Ocjenjuje se: a) kvalitet projekta i pisanog izvještaja (do 10 bodova; pristup i originalnost – do 3 boda, obrada i struktura – do 5 bodova, literatura, prilozi, stil, tehnika – do 2 boda) i b) kvalitet prezentacije (do 5 bodova, ocjena se dobija kao prosjek ocjene dodijeljene od strane studenata i ocjene dodijeljene od strane nastavnika)