CALCOLO NUMERICO

Obiettivi formativi

OBIETTIVI GENERALI Lo scopo del corso è quello di fornire una panoramica dei metodi numerici utilizzati nella soluzione di alcuni problemi applicativi che nascono nel settore dell’ingegneria. Il corso svolge una funzione di raccordo tra i corsi di base di Analisi Matematica I e II e di Geometria del primo anno della laurea triennale e i corsi ingegneristici e applicativi degli anni successivi. Particolare attenzione sarà rivolta all'analisi dei metodi e al loro utilizzo in un ambiente di calcolo integrato (Matlab). A tal fine il corso sarà composto da lezioni frontali, in cui verranno illustrate le caratteristiche principali dei metodi, ed esercitazioni, in cui saranno risolti semplici problemi applicativi in un ambiente di calcolo integrato (Matlab). OBIETTIVI SPECIFICI 1. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding): lo studente conoscerà i concetti base dell'analisi numerica e le caratteristiche principali di alcuni dei metodi numerici utilizzati per risolvere problemi che nascono nelle scienze applicate. 2. Conoscenze e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding): lo studente sarà in grado di utilizzare i metodi numerici appresi, riconoscendo la tipologia di metodi numerici necessari per risolvere un problema assegnato, identificando tra di essi il metodo più adatto sulla base delle proprietà di quest'ultimo, formulando la soluzione in modo algoritmico in un ambiente di calcolo integrato (Matlab). 3. Autonomia di giudizio (making judgements): lo studente imparerà a individuare il metodo numerico adatto a risolvere alcuni problemi test e ad analizzare le sue prestazioni attraverso gli esperimenti numerici. 4. Abilità comunicative (communication skills): lo studente imparerà a descrivere in modo rigoroso i concetti matematici di base dell'analisi numerica, la relativa formulazione algoritmica, i risultati della sperimentazione numerica. 5. Capacità di apprendere (learning skills): lo studente sarà in grado di riconoscere la tipologia di metodi numerici richiesti per la soluzione di un generico problema, usare i metodi numerici di base anche in un ambiente di calcolo integrato e risolvere alcuni problemi applicativi.

Canale 1
VITTORIA BRUNI Scheda docente
VITTORIA BRUNI Scheda docente
FRANCESCA PITOLLI Scheda docente

Programmi - Frequenza - Esami

Programma
L’insegnamento prevede 60 ore di didattica tra lezioni ed esercitazioni sviluppate con riferimento agli argomenti di seguito riportati per un totale di 6 CFU. Concetti di condizionamento di un problema e stabilità di un algoritmo. Metodi iterativi per la soluzione di equazioni non lineari e di sistemi di equazioni non lineari: metodo di bisezione, metodo di Newton, metodo delle secanti, metodo del punto unito; analisi della convergenza dei metodi; criteri di arresto. Algebra lineare numerica: soluzione di sistemi lineari con metodi diretti e sue applicazioni; costruzione di metodi iterativi, metodi di Jacobi, Gauss-Seidel e SOR e loro convergenza. Metodi numerici per la soluzione di equazioni differenziali ai valori iniziali: metodi di Eulero e di Runge-Kutta e loro convergenza; metodi impliciti. Metodi alle differenze finite per la soluzione di problemi differenziali al bordo: equazioni differenziali ordinarie lineari e non lineari; equazione del trasporto. Introduzione al Matlab e uso di Matlab per la soluzione di problemi mediante metodi numerici e visualizzazione dei risultati.
Prerequisiti
Analisi I e Geometria
Testi di riferimento
L. Gori, Calcolo Numerico, Ed. Kappa, 2006 L. Gori, M.L. Lo Cascio, F. Pitolli, Esercizi di Calcolo Numerico, Ed. Kappa, 2007 Materiale integrativo disponibile sulla pagina di e-learning del corso
Frequenza
La frequenza del corso non è obbligatoria ma è fortemente consigliata.
Modalità di esame
La valutazione ha lo scopo di verificare se lo studente abbia raggiunto gli obiettivi prefissati e consiste nella soluzione di esercizi di calcolo numerico: gli studenti devono identificare il metodo numerico adatto a risolvere un determinato problema, illustrarne le caratteristiche e discuterne le questioni numeriche di base (accuratezza, convergenza, stabilità), eseguire alcuni test numerici e analizzare criticamente i risultati ottenuti. Questa parte si svolge attraverso una prova scritta e una prova orale (facoltativa).
Bibliografia
S.D. Conte, C. de Boor: Elementary Numerical Analysis. An Algorithmic Approach. McGraw-Hill, 1980 A. Quarteroni, F. Saleri, P. Gervasio: Calcolo Scientifico. Springer, 2017 S.C. Chapra, R. P. Canale: Numerical Methods For Engineers. McGraw-Hill, 2010
Modalità di erogazione
L’insegnamento prevede 60 ore complessive di didattica tra lezioni ed esercitazioni pratiche, per un totale di 6 CFU. Le lezioni e le esercitazioni sono in italiano.
FRANCESCA PITOLLI Scheda docente

Programmi - Frequenza - Esami

Programma
L’insegnamento prevede 60 ore di didattica tra lezioni ed esercitazioni sviluppate con riferimento agli argomenti di seguito riportati per un totale di 6 CFU. Concetti di condizionamento di un problema e stabilità di un algoritmo. Metodi iterativi per la soluzione di equazioni non lineari e di sistemi di equazioni non lineari: metodo di bisezione, metodo di Newton, metodo delle secanti, metodo del punto unito; analisi della convergenza dei metodi; criteri di arresto. Algebra lineare numerica: soluzione di sistemi lineari con metodi diretti e sue applicazioni; costruzione di metodi iterativi, metodi di Jacobi, Gauss-Seidel e SOR e loro convergenza. Metodi numerici per la soluzione di equazioni differenziali ai valori iniziali: metodi di Eulero e di Runge-Kutta e loro convergenza; metodi impliciti. Metodi alle differenze finite per la soluzione di problemi differenziali al bordo: equazioni differenziali ordinarie lineari e non lineari; equazione del trasporto. Introduzione al Matlab e uso di Matlab per la soluzione di problemi mediante metodi numerici e visualizzazione dei risultati.
Prerequisiti
Analisi I e Geometria
Testi di riferimento
L. Gori, Calcolo Numerico, Ed. Kappa, 2006 L. Gori, M.L. Lo Cascio, F. Pitolli, Esercizi di Calcolo Numerico, Ed. Kappa, 2007 Materiale integrativo disponibile sulla pagina di e-learning del corso
Frequenza
La frequenza del corso non è obbligatoria ma è fortemente consigliata.
Modalità di esame
La valutazione ha lo scopo di verificare se lo studente abbia raggiunto gli obiettivi prefissati e consiste nella soluzione di esercizi di calcolo numerico: gli studenti devono identificare il metodo numerico adatto a risolvere un determinato problema, illustrarne le caratteristiche e discuterne le questioni numeriche di base (accuratezza, convergenza, stabilità), eseguire alcuni test numerici e analizzare criticamente i risultati ottenuti. Questa parte si svolge attraverso una prova scritta e una prova orale (facoltativa).
Bibliografia
S.D. Conte, C. de Boor: Elementary Numerical Analysis. An Algorithmic Approach. McGraw-Hill, 1980 A. Quarteroni, F. Saleri, P. Gervasio: Calcolo Scientifico. Springer, 2017 S.C. Chapra, R. P. Canale: Numerical Methods For Engineers. McGraw-Hill, 2010
Modalità di erogazione
L’insegnamento prevede 60 ore complessive di didattica tra lezioni ed esercitazioni pratiche, per un totale di 6 CFU. Le lezioni e le esercitazioni sono in italiano.
  • Codice insegnamento1021737
  • Anno accademico2025/2026
  • CorsoIngegneria Meccanica
  • CurriculumCurriculum unico
  • Anno3º anno
  • Semestre2º semestre
  • SSDMAT/08
  • CFU6