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a Ciclo Unico
Scuola di Ingegneria
INGEGNERIA PER L'AMBIENTE E IL TERRITORIO
Insegnamento
CALCOLO NUMERICO (Ult. numero di matricola da 5 a 9)
IN18101050, A.A. 2018/19

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2018/19

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea in
INGEGNERIA PER L'AMBIENTE E IL TERRITORIO
IN0510, ordinamento 2012/13, A.A. 2018/19
Ult1002
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Crediti formativi 9.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese NUMERICAL ANALYSIS
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile e Ambientale (ICEA)
Obbligo di frequenza No
Lingua di erogazione ITALIANO
Sede PADOVA
Corso singolo È possibile iscriversi all'insegnamento come corso singolo
Corso a libera scelta Insegnamento riservato SOLO agli iscritti al corso di INGEGNERIA PER L'AMBIENTE E IL TERRITORIO

Docenti
Responsabile ANNAMARIA MAZZIA MAT/08

Mutuazioni
Codice Insegnamento Responsabile Corso di studio
IN18101050 CALCOLO NUMERICO (Ult. numero di matricola da 5 a 9) ANNAMARIA MAZZIA IN0505

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
ALTRO Abilità informatiche e telematiche -- 3.0
BASE matematica, informatica e statistica MAT/08 6.0

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Secondo semestre
Anno di corso I Anno
Modalità di erogazione frontale

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
LEZIONE 9.0 72 153.0

Calendario
Inizio attività didattiche 25/02/2019
Fine attività didattiche 14/06/2019

Syllabus
Prerequisiti: Il corso di Calcolo Numerico prevede conoscenze di base dell'analisi matematica.
Conoscenze e abilita' da acquisire: Il corso ha le seguenti conoscenze e abilita' attese:
1. Acquisire i concetti base dell'analisi numerica, quali la soluzione di equazioni non lineari, algoritmi per interpolare e approssimare dati, formule di integrazione numerica, soluzione di sistemi di equazioni lineari.
2. Essere in grado di saper individuare e risolvere, con autonomia di giudizio, un problema dell'Analisi Numerica nei vari ambiti dell'ingegneria.
3. Conoscere gli elementi fondamentali della programmazione.
4. Saper programmare in ambiente MATLAB.
Modalita' di esame: La verifica delle conoscenze e delle abilita' attese nel corso di Calcolo Numerico viene effettuata con una prova d'esame suddivisa in piu' prove parziali da svolgersi in giorni diversi. E' possibile anche svolgere le due prove in appelli distinti.
1. Una prova scritta da eseguire in 2 ore, composta di due esercizi e di una domanda di teoria.
2. Una prova di programmazione in MATLAB da svolgere in 1 ora e 15 minuti, che si effettua al calcolatore, in aula Taliercio.
Le prove si intendono superate se ottengono una votazione maggiore o uguale a 18/30. Il voto finale e' dato da una media pesata dei voti presi nelle prove parziali. La prova scritta pesa per il 75% , la prova di programmazione pesa per il 25%.
Per il giorno della visione dei compiti viene attivata una lista su UNIWEB in cui lo studente che ha superato entrambe le prove e vuole registrare il voto finale si iscrive. Se uno studente vuole migliorare il voto rifacendo una o entrambe le prove, puo' rifarle in appelli successivi. Nello stesso giorno della visione dei compiti e' prevista una prova orale facoltativa per lo studente che lo desidera.
Criteri di valutazione: I criteri di valutazione con cui verra' effettuata la verifica delle conoscenze e abilita' acquisite sono:
1. Completezza delle conoscenze acquisite.
2. Abilita' comunicative sulle conoscenze acquisite.
3. Capacita' di analizzare e risolvere un problema di Analisi Numerica.
4. Abilita' nella programmazione in MATLAB.
Contenuti: Struttura dell'elaboratore.
Aritmetica di macchina. Rappresentazione dei numeri in base 10 e in base 2. Rappresentazione IEEE dei numeri di macchina. Precisione di macchina. Stabilita' di un algoritmo. Condizionamento di un problema.
Soluzione di equazioni non lineari. Metodi di bisezione, di punto fisso, di Newton-Raphson, della secante variabile.
Interpolazione polinomiale. Polinomi di Lagrange. Tabella delle differenze divise di Newton. Cenni sull'interpolazione lineare a tratti.
Approssimazione di dati. Retta di approssimazione ai minimi quadrati: retta di regressione sugli scarti verticali, retta di regressione sugli scarti orizzontali. Altri modelli di funzioni di approssimazione basate sul procedimento ai minimi quadrati.
Integrazione numerica. Formula dei trapezi, di Cavalieri-Simpson. Famiglia delle formule di Newton-Cotes. Estrapolazione di Richardson. Formule di Gauss.
Soluzione di sistemi lineari. Metodi diretti: fattorizzazione LU e di Cholesky. Metodi iterativi: metodi di Jacobi e di Gauss-Seidel.
Cenni di differenziazione numerica e di metodi per la soluzione di Equazioni Differenziali Ordinarie (metodi di Eulero Esplicito, e di Eulero Implicito).
Programmazione in MATLAB: basi di programmazione, ambiente MATLAB, linguaggio MATLAB.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: Il corso prevede ore di lezioni frontali in aula dove vengono affrontati i contenuti del corso. La teoria e' accompagnata dallo svolgimento di numerosi esercizi.
La parte di programmazione prevede invece ore di laboratorio in aula Taliercio, una volta alla settimana: le lezioni di laboratorio prevedono una prima parte in cui il docente spiega in modo interattivo le attivita' da svolgere; successivamente gli studenti svolgono esercizi in modo autonomo al calcolatore; il docente rimane sempre a disposizione degli studenti in modo che il laboratorio possa essere di effettiva utilita' per gli studenti.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Ad integrazione dei libri di testo consigliati, il materiale didattico utile per il corso e' presente sulla piattaforma MOODLE del corso tramite dispense aggiornate di anno in anno.
Ulteriore materiale viene inserito sulla piattaforma MOODLE durante il corso.
Sempre sulla piattaforma MOODLE e' prevista la possibilita' di uno spazio quesiti per chiedere spiegazioni su esercizi, dubbi o argomenti poco chiari, in aggiunta al consueto ricevimento studenti.
Testi di riferimento:
  • Annamaria Mazzia, Laboratorio di Calcolo Numerico, applicazioni con MATLAB e Octave. Milano-Torino: Pearson, 2014. Libro utile per la programmazione MATLAB (book for programming in MATLAB) Cerca nel catalogo
  • Gambolati, Giuseppe; Ferronato, Massimiliano, Lezioni di metodi numerici per l'ingegneria. Padova: Libreria Progetto, 2015. Libro con Esercizi svolti, Consigliato per la teoria (book for the theory) Cerca nel catalogo

Didattica innovativa: Strategie di insegnamento e apprendimento previste
  • Files e pagine caricati online (pagine web, Moodle, ...)

Didattica innovativa: Software o applicazioni utilizzati
  • Moodle (files, quiz, workshop, ...)
  • Matlab

Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
Istruzione di qualita' Uguaglianza di genere