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a Ciclo Unico
Scuola di Ingegneria
INGEGNERIA CHIMICA E DEI MATERIALI
Insegnamento
CALCOLO NUMERICO
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 CHIMICA E DEI MATERIALI
IN1840, ordinamento 2011/12, A.A. 2018/19
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Crediti formativi 9.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese NUMERICAL ANALYSIS
Sito della struttura didattica https://elearning.unipd.it/dii/course/view.php?id=471
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Ingegneria Industriale (DII)
Sito E-Learning https://elearning.unipd.it/dii/course/view.php?idnumber=2018-IN1840-000ZZ-2018-IN18101050-N0
Obbligo di frequenza No
Lingua di erogazione ITALIANO
Sede PADOVA
Corso singolo È possibile iscriversi all'insegnamento come corso singolo
Corso a libera scelta È possibile utilizzare l'insegnamento come corso a libera scelta

Docenti
Responsabile MICHELA REDIVO ZAGLIA MAT/08

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
BASE Matematica, informatica e statistica MAT/08 9.0

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
ATTIVITÀ DIDATTICHE A PICCOLI GRUPPI 0.0 24 0.0
LEZIONE 9.0 72 153.0

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

Commissioni d'esame
Commissione Dal Al Membri
7 A.A. 2018/19 01/10/2018 30/11/2019 REDIVO ZAGLIA MICHELA (Presidente)
MARTINEZ CALOMARDO ANGELES (Membro Effettivo)
CIPOLLA STEFANO (Supplente)
MARCUZZI STEFANO (Supplente)
SOMMARIVA ALVISE (Supplente)
6 A.A. 2017/18 01/10/2017 30/11/2018 REDIVO ZAGLIA MICHELA (Presidente)
SOMMARIVA ALVISE (Membro Effettivo)
CIPOLLA STEFANO (Supplente)
MARCUZZI STEFANO (Supplente)
MARTINEZ CALOMARDO ANGELES (Supplente)

Syllabus
Prerequisiti: Nozioni di base di Analisi Matematica, di Algebra lineare e Geometria (derivate di funzioni, spazi vettoriali, vettori, matrici, operazioni, determinanti, matrice inversa e matrici particolari, prodotto scalare, norme di vettori e di matrici).
Conoscenze e abilita' da acquisire: Lo studente con questo corso
- avrà la possibilità di acquisire capacità informatiche numeriche di base;
- sarà in grado di costruire il modello numerico e l'algoritmo risolutivo di semplici problemi matematici;
- sarà in grado di programmare con il linguaggio di riferimento (Matlab) e produrre i risultati anche in forma grafica;
- acquisirà le conoscenze di alcuni metodi di base del Calcolo Numerico per applicazioni scientifiche e tecnologiche, con particolare attenzione ai concetti di errore, discretizzazione, approssimazione di dati o funzioni, convergenza, stabilità, quadratura e integrazione di equazioni differenziali;
- sarà in grado di utilizzare i metodi presentati su esempi reali.
Modalita' di esame: La prova d'esame è divisa in due parti: prova scritta e test di laboratorio. Vi sono quattro appelli previsti: sessione estiva (due), sessione autunnale (uno) e sessione invernale di recupero (uno).
- Prova scritta: Durante la prova scritta vengono proposti esercizi di Calcolo Numerico da svolgere a mano, con l'aiuto di una calcolatrice scientifica non programmabile, tenendo presente delle indicazioni fornite (uso di aritmetica esatta, uso di aritmetica approssimata, ...) e domande di comprensione a contenuto teorico. Ad ognuno degli esercizi e delle domande viene assegnato un punteggio il cui totale formerà il voto in trentesimi.
- Test di laboratorio: In ogni sessione, dopo la prova scritta, viene svolto un test nel laboratorio didattico informatico, i cui elaborati saranno corretti e valutati (insufficiente, sufficiente, buono, ottimo). Il test viene svolto in linguaggio Matlab e consiste nella risoluzione di un semplice problema di calcolo numerico con lo sviluppo di script e/o function ed eventuale produzione di grafici. Il superamento con valutazione sufficiente, buono o ottimo di tale test è prerequisito per superare l'esame.
- L'esame orale è possibile su richiesta, ma facoltativo.
Criteri di valutazione: I criteri di valutazione con cui verrà effettuata la verifica delle conoscenze e delle abilità acquisite sono:
1 - Conoscenza dei vari metodi descritti sia dal punto di vista teorico ed algoritmico.
2 - Capacità di applicazione dei metodi appresi durante il corso a semplici esercizi di applicazione.
3 - Proprietà della terminologia matematica utilizzata e correttezza di risoluzione esatta dei calcoli.
4 - Abilità e dimestichezza nell'uso e nella scrittura di semplici programmi in ambiente Matlab.
Contenuti: - Aritmetica del computer
I numeri: basi di numerazione e cambiamenti di base. Aritmetica del computer: rappresentazione dei numeri, operazioni macchina, errori, stabilità e condizionamento.
- Equazioni non lineari
Metodi iterativi. Successioni convergenti. Metodo di bisezione. Metodi di punto fisso. Metodo di Newton. Test di arresto. Cenni sui sistemi non lineari.
- Algebra lineare numerica
Sistemi lineari; costo computazionale; errori e condizionamento; stime dell'errore; precondizionamento. Metodi diretti: Gauss, Cholesky, Householder (cenni). Fattorizzazioni LU e Cholesky. Calcolo del determinante e dell'inversa di una matrice. Metodi iterativi di rilassamento (Jacobi, Gauss-Seidel, SOR). Test di arresto.
Cenni al calcolo numerico degli Autovalori.
- Approssimazione discreta polinomiale
Interpolazione (Lagrange, Newton, Chebyshev). Minimi quadrati (retta di regressione).
- Quadratura numerica
Formule interpolatorie: Lagrange, Newton-Cotes, Gauss (cenni).
- Equazioni differenziali ordinarie
Metodi discreti ad un passo: Taylor, Eulero (implicito ed esplicito), Runge Kutta.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: Il corso si articola in lezioni frontali ed esercitazioni in aula (circa 48 ore) e lezioni in laboratorio informatico (circa 24 ore) con esercitazioni sul computer in ambiente Matlab.
Molti dei metodi di base del Calcolo Numerico illustrati durante le lezioni, verranno via via utilizzati in laboratorio al fine di mostrare il loro effettivo utilizzo e le loro potenzialità.
Numerosi esercizi di laboratorio verranno proposti agli studenti per integrare a casa il loro apprendimento.
Gradualmente lo studente prenderà dimestichezza con un ambiente di programmazione ed alla fine del corso dovrebbe essere in grado di superare un test che fa parte integrante dell'esame finale.
Durante il corso verranno effettuate attività di T4L (Teach for Learning) per migliorare l'apprendimento e l'interazione docente/studente e studente/studente.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Tutto il materiale didattico integrativo del corso viene reso disponibile sulla piattaforma Moodle.
Esistono numerosi tutorial, manuali e corsi online gratuiti in rete relativi all'ambiente di programmazione Matlab.
Sul sito web del docente www.math.unipd.it/~michela
nella sezione didattica, è possibile recuperare alcuni link e le informazioni relative al recupero gratuito del software Matlab (l'Ateneo patavino ha acquisito una Licenza Campus)
Testi di riferimento:
  • Michela Redivo Zaglia, Calcolo Numerico: Metodi ed Algoritmi. Padova: Libreria Progetto, 2011. Quarta Edizione riveduta Cerca nel catalogo
  • Michela Redivo Zaglia, Calcolo Numerico: Esercizi. Padova: Libreria Progetto, 2015. Terza Edizione Cerca nel catalogo

Didattica innovativa: Strategie di insegnamento e apprendimento previste
  • Laboratory
  • Interactive lecturing
  • Working in group
  • Peer feedback
  • Files e pagine caricati online (pagine web, Moodle, ...)
  • Peer review tra studenti

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

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