Zastosowanie Excela w obliczeniach inżynierskich.



Podobne dokumenty
Metody numeryczne. Ilorazy różnicowe. dr Artur Woike. Wzory interpolacyjne Newtona i metoda Aitkena.

Ćwiczenie 1. Metody określania niepewności pomiaru

Tutaj powinny znaleźć się wyniki pomiarów (tabelki) potwierdzone przez prowadzacego zajęcia laboratoryjne i podpis dyżurujacego pracownika obsługi

Numeryczne rozwiązywanie równań różniczkowych ( )

Wyniki pomiarów okresu drgań dla wahadła o długości l = 1,215 m i l = 0,5 cm.

Pochodna i różniczka funkcji oraz jej zastosowanie do obliczania niepewności pomiarowych

1. Sporządzić tabele z wynikami pomiarów oraz wyznaczonymi błędami pomiarów dotyczących przetwornika napięcia zgodnie z poniższym przykładem

Temat: SZACOWANIE NIEPEWNOŚCI POMIAROWYCH

Granice funkcji-pojęcie pochodnej

Ruch jednostajnie przyspieszony wyznaczenie przyspieszenia

Pochodna i różniczka funkcji oraz jej zastosowanie do rachunku błędów pomiarowych

AKADEMIA MORSKA W SZCZECINIE WI-ET / IIT / ZTT. Instrukcja do zajęc laboratoryjnych nr 9 TECHNOLOGIE INFORMACYJNE

SCENARIUSZ LEKCJI. Autorzy scenariusza: Krzysztof Sauter (informatyka), Marzena Wierzchowska (matematyka)

Dokąd on zmierza? Przemieszczenie i prędkość jako wektory

Dariusz Jakóbczak Podstawy analizy matematycznej

Różniczkowanie numeryczne

SCENARIUSZ LEKCJI. Jedno z doświadczeń obowiązkowych ujętych w podstawie programowej fizyki - Badanie ruchu prostoliniowego jednostajnie zmiennego.

Pochodna funkcji: definicja, podstawowe własności wykład 5

Matematyka - Statystyka matematyczna Mathematical statistics 2, 2, 0, 0, 0

Z-ID-102 Analiza matematyczna I

Z-LOG-476I Analiza matematyczna I Calculus I. Przedmiot podstawowy Obowiązkowy polski Semestr I

WSKAZÓWKI DO WYKONANIA SPRAWOZDANIA Z WYRÓWNAWCZYCH ZAJĘĆ LABORATORYJNYCH

OBLICZANIE POCHODNYCH FUNKCJI.

PLAN WYNIKOWY Z MATEMATYKI DLA KLASY IV TECHNIKUM 5 - LETNIEGO

Wykład Ćwiczenia Laboratorium Projekt Seminarium 45 30

Sprawozdanie. z ćwiczeń laboratoryjnych z przedmiotu: Współczesne Materiały Inżynierskie. Temat ćwiczenia

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć

Szukanie rozwiązań funkcji uwikłanych (równań nieliniowych)

Walec na równi pochyłej

METODY NUMERYCZNE. Wykład 3. Plan. Aproksymacja Interpolacja wielomianowa Przykłady. dr hab.inż. Katarzyna Zakrzewska, prof.agh. Met.Numer.

EGZAMIN MATURALNY Z MATEMATYKI

Wykorzystanie programów komputerowych do obliczeń matematycznych, cz. 2/2

WYMAGANIA Z WIEDZY I UMIEJĘTNOŚCI NA POSZCZEGÓLNE STOPNIE SZKOLNE DLA KLASY CZWARTEJ H. zakres rozszerzony. Wiadomości i umiejętności

Kartoteka testu Wyspa Robinsona

TRYGONOMETRIA. 1. Definicje i własności funkcji trygonometrycznych

Temat: Podsumowanie wiadomości z działu: Nie tylko kalkulator ćwiczenia z wykorzystaniem monitora interaktywnego. Zajęcia komputerowe klasa VI a

KRYTERIA OCENIANIA Z MATEMATYKI W OPARCIU O PODSTAWĘ PROGRAMOWĄ I PROGRAM NAUCZANIA MATEMATYKA 2001 DLA KLASY DRUGIEJ

Wykład 5. Skręcanie nieskrępowane prętów o przekroju prostokątnym.

I. Pochodna i różniczka funkcji jednej zmiennej. 1. Definicja pochodnej funkcji i jej interpretacja fizyczna. Istnienie pochodnej funkcji.

Zajęcia: VBA TEMAT: VBA PROCEDURY NUMERYCZNE Metoda bisekcji i metoda trapezów

Interpolacja. Marcin Orchel. Drugi przypadek szczególny to interpolacja trygonometryczna

Zadania z analizy matematycznej - sem. I Pochodne funkcji, przebieg zmienności funkcji

Podstawy analizy matematycznej II

Ruch prostoliniowy. zmienny. dr inż. Romuald Kędzierski

Metody numeryczne. materiały do wykładu dla studentów. 7. Całkowanie numeryczne

Wykład Ćwiczenia Laboratorium Projekt Seminarium Liczba godzin zajęć

Wykład 5. Zagadnienia omawiane na wykładzie w dniu r

KLUCZ PUNKTOWANIA ODPOWIEDZI

Zastosowanie Informatyki w Chemii Laboratorium. Instrukcje do c wiczen

SPRAWDZENIE PRAWA STEFANA - BOLTZMANA

Ćwiczenia Skopiować do swojego folderu plik cwiczenia-kl.ii.xls, a następnie zmienić jego nazwę na imię i nazwisko ucznia

AKADEMIA MORSKA W SZCZECINIE WI-ET / IIT / ZTT. Instrukcja do zajęc laboratoryjnych nr 7 TECHNOLOGIE INFORMACYJNE

SCENARIUSZ LEKCJI. Wielomiany komputerowe wykresy funkcji wielomianowych

Jak poprawnie napisać sprawozdanie z ćwiczeń laboratoryjnych z fizyki?

AKADEMIA MORSKA W SZCZECINIE WI-ET / IIT / ZTT. Instrukcja do zajęc laboratoryjnych nr 11 TECHNOLOGIE INFORMACYJNE

KATEDRA AUTOMATYKI, BIOMECHANIKI I MECHATRONIKI. Laboratorium Mechaniki technicznej

WYDZIAŁ PODSTAWOWYCH PROBLEMÓW TECHNIKI KARTA PRZEDMIOTU

SCENARIUSZ LEKCJI. Dzielenie wielomianów z wykorzystaniem schematu Hornera

Korzystanie z podstawowych rozkładów prawdopodobieństwa (tablice i arkusze kalkulacyjne)

Podstawy opracowania wyników pomiarów z elementami analizy niepewności pomiarowych

Z52: Algebra liniowa Zagadnienie: Zastosowania algebry liniowej Zadanie: Operatory różniczkowania, zagadnienie brzegowe.

WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCHY KOMPETENCJI EFEKTY KSZTAŁCENIA

Pochodna funkcji: definicja, podstawowe własności wykład 6

Analiza matematyczna i algebra liniowa Wprowadzenie Ciągi liczbowe

Wykorzystanie programów komputerowych do obliczeń matematycznych

OGÓLNE KRYTERIA OCENIANIA DLA KLASY IV

Czytanie wykresów to ważna umiejętność, jeden wykres zawiera więcej informacji, niż strona tekstu. Dlatego musisz umieć to robić.

EGZAMIN W KLASIE TRZECIEJ GIMNAZJUM W ROKU SZKOLNYM 2015/2016 CZĘŚĆ 2. ZASADY OCENIANIA ROZWIĄZAŃ ZADAŃ

Przedmiotowy system oceniania wraz z określeniem wymagań edukacyjnych klasa druga zakres rozszerzony

WYŻSZA SZKOŁA MENEDŻERSKA W WARSZAWIE WYDZIAŁ ZARZĄDZANIA W CIECHANOWIE KARTA PRZEDMIOTU - SYLABUS

Pochodna funkcji c.d.-wykład 5 ( ) Funkcja logistyczna

EXCEL. Diagramy i wykresy w arkuszu lekcja numer 6. Instrukcja. dla Gimnazjum 36 - Ryszard Rogacz Strona 20

Arkusz kalkulacyjny MS EXCEL ĆWICZENIA 3. Zadanie 1 Amortyzacja środków trwałych

Granica funkcji wykład 4

Zastosowanie Excela w matematyce

Statyczne badanie wzmacniacza operacyjnego - ćwiczenie 7

========================= Zapisujemy naszą funkcję kwadratową w postaci kanonicznej: 2

Badanie widma fali akustycznej

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Analiza matematyczna Mathematical analysis. Transport I stopień (I stopień / II stopień) Ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

ĆWICZENIE 13 TEORIA BŁĘDÓW POMIAROWYCH

Temat: Co to jest modelowanie? Modelowanie przebiegu procesu zapominania za pomocą arkusza kalkulacyjnego.

Definicja pochodnej cząstkowej

KARTA INFORMACYJNA PRZEDMIOTU

Rozdział 1. Prędkość i przyspieszenie... 5 Rozdział 2. Składanie ruchów Rozdział 3. Modelowanie zjawisk fizycznych...43 Numeryczne całkowanie,

LUBELSKA PRÓBA PRZED MATURĄ 2019

KARTA MODUŁU (część I)

II. RÓŻNICZKOWANIE I CAŁKOWANIE NUMERYCZNE Janusz Adamowski

- odnajduje część wspólną zbiorów, złączenie zbiorów - wyodrębnia podzbiory;

PLAN METODYCZNY NR 1

Katalog wymagań programowych na poszczególne stopnie szkolne. Matematyka. Poznać, zrozumieć. Kształcenie w zakresie podstawowym.

Elementy matematyki, wykład 5. Pochodna funkcji. Daniel Wójcik Szymon Łęski.

Laboratorium nr 3. Arkusze kalkulacyjne.

Wykład Ćwiczenia Laboratorium Projekt Seminarium Liczba godzin zajęć zorganizowanych w Uczelni 30 30

KARTA MODUŁU / KARTA PRZEDMIOTU

Sylabus do programu kształcenia obowiązującego od roku akademickiego 2014/15

Treści programowe. Matematyka 1. Efekty kształcenia. Literatura. Warunki zaliczenia. Ogólne własności funkcji. Definicja 1. Funkcje elementarne.

Arkusz kalkulacyjny MS EXCEL ĆWICZENIA 3

WYDZIAŁ ***** KARTA PRZEDMIOTU

Transkrypt:

Zastosowanie Excela w obliczeniach inżynierskich. Część I Różniczkowanie numeryczne. Cel ćwiczenia: Zapoznanie się z ilorazami różnicowymi do obliczania wartości pochodnych. Pochodna jest miarą szybkości zmian wielkości funkcji w stosunku do zmian jej argumentu. W zagadnieniach inżynierskich często spotykamy się z wielkościami które wyznacza się za pomocą pochodnych np. prędkość jest funkcją zmiany przemieszczenia w pewnym przedziale czasowym, druga pochodna po przemieszczeniu jest przyspieszeniem, szybkość chłodzenia jest funkcją zmiany temperatury w przedziale czasowym. Jeżeli mamy funkcję =() to pierwszą pochodną tej funkcji oznaczamy: = () lub /. Pochodne wyższego rzędu zapisujemy: drugiego rzędu: = () lub / trzeciego rzędu = () lub / itp. Pierwsza pochodna funkcji =() zdefiniowana jest następująco: = =lim =lim. Jeżeli funkcja jest opisana wzorem, to jej pochodną także można opisać pewnym wzorem. Czasem wzór ten może być bardzo złożony i niedogodny do obliczeń. Wówczas wygodniej jest zastosować różniczkowanie numeryczne. Różniczkowanie numeryczne stosuje się również gdy funkcja dana jest jako zbiór punktów, np. wyników pomiarów. Różniczkowanie numeryczne wykonuje się w oparciu o ilorazy różnicowe. Stosuje się trzy ilorazy różnicowe: wsteczny: przedni: centralny: = = = Pochodne drugiego stopnia oszacować możemy wzorami: różnica wsteczna:

= 2 + ( ) różnica przednia: = 2 + ( ) iloraz różnicowy centralny: = 2 + 0,25( ) Przykład: Dla funkcji ()= oszacować pochodne pierwszego i drugiego stopnia w punkcie =2 przyjmując =0,1. Rozwiązanie analityczne: Oszacowanie ilorazami różnicowymi: 1. wstecznym 2. przednim 3. centralnym Druga pochodna: Analitycznie: ()=3 (2)=3 2 =12 =( )=2 =8 =( )=(20,1) =6,859 ( ) ( )( ) = 86,859 0,1 =( +)=(2+0,1) =9,261 ( ) ( +)+( ) ( ) ( +)+( ) 2 ()=6 = 9,2618 0,1 =11,41 =12,61 = 9,2616,859 0,2 =12,01

(2)=6 2=12 Oszacowanie ilorazami różnicowymi: 1. wstecznym =( 2)=(20,2) =5,832 ( ) ( )2( )+( 2) 2. przednim = 82 6,859+5,832 =( +2)=(2+0,2) =10,648 ( ) ( +2)2( +)+( ) 3. centralnym ( ) ( +)2( )+( ) = 10,6489,261+8 = 9,2612 8+6,859 =11,40 =12,60 =12,00 Zadanie I: 1. Utworzyć plik arkuszu kalkulacyjnego którego nazwa składać się będzie z nazwisko_studenta_cw1 (np. kowalski_cw1). Utworzonym pliku zmienić nazwę Arkusz 1 na Zadanie 1. 2. Analitycznie obliczyć wartość pierwszej oraz drugiej pochodnej funkcji,(-) = 2 + 53 w punkcie =1. 3. Wyniki zapisać w utworzonym arkuszu kalkulacyjnym w zakładce zadanie 1. 4. Oszacować wartość pierwszej oraz drugiej pochodnej funkcji,(-) w oparciu o ilorazy różnicowe dla przedziałów : 1 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 10-7 10-8 10-9 10-10 5. Obliczyć błąd względny (różnica między wartością pochodnej wyznaczonej analitycznie a wartościami pochodnych wyznaczonych w oparciu o ilorazy różnicowe). 6. Błąd względny przedstawić w postaci wykresupunktowego z wygładzonymi liniami, w którym będzie na osi odciętych a błąd względny na osi rzędnych. 7. Wyniki zapisać w utworzonym arkuszu. Przykładowy arkusz kalkulacyjny może wyglądać w jak pokazano na rysunku:

Wykres: Zadanie II: 1. W utworzonym pliku MS Excel utworzyć arkusz o nazwie Zadanie 2. 2. Zgłosić się do prowadzącego zajęcia po przykład zadania do rozwiązania. 3. Wybrane przez siebie zadanie rozwiązać wg schematu z zadania 1 (punkty 2 7). UWAGA liczymy wartość tylko dla pierwszej pochodnej. 4. Punkt obliczamy z sumy cyfr nr albumu studenta aż otrzymamy liczbę jednocyfrową. Przykładowo jeśli nr albumu jest: 254873 to obliczamy : 2 + 5 +4 +8 + 7 + 3 = 29, 2 + 9 = 11, 1 + 1 = 2 cyfra 2 jest punktem. 5. Jeśli wybrana funkcja jest funkcją trygonometryczną to liczbę którą obliczyliśmy w punkcie 4 traktujemy jako radiany a więc musimy zamienić ją na stopnie. 6. Analizujemy otrzymane wyniki i przedstawiamy główne spostrzeżenia wnioski w arkuszu kalkulacyjnym. 7. Wszystko zapisujemy i zachowujemy do następnych zajęć. Przykłady zadań pochodzą z książki Analiza matematyczna tom 1 Włodarski, Krysicki gdyby były problemy z analitycznym obliczeniem pochodnej danej funkcji odsyłam do wyżej wymienionej książki.

Zagadnienia które będą wymagane na kolokwium: 1. Zapisać ilorazy różnicowe (wsteczny, przedni, centralny) dla pierwszej oraz drugiej pochodnej. 2. Umiejętność oszacowania pochodnych poznanymi metodami.