1Eva_IT2012_T2_MN Modelo Leontief

1ra Evaluación I Término 2012-2013. 3/Julio/2012. ICM02188 Métodos Numéricos

TEMA 2. (35 puntos) La matriz insumo-producto propuesto por W. Leontief, es un modelo muy importante en Economía.

En ésta matriz se describe la producción de los diferentes sectores económicos y la demanda interna para satisfacer a estos mismos sectores, expresada como una fracción de su producción.

Ejemplo: Suponga que hay tres sectores
A: agricultura,
M: manufactura
S: servicios
y su demanda interna es:

Matriz T Producción
A M S
Demanda A 0.40 0.03 0.02
Interna M 0.06 0.37 0.10
S 0.12 0.15 0.19

Sea T el nombre de esta matriz.

Para los datos propuestos, en la primera columna de la matriz T, el sector A requiere 0.4 de su propia producción, 0.06 del sector M, y 0.12 del sector S, etc.

Sea D el vector de demanda externa de cada sector, y X el vector de la producción total de cada sector, requerida para satisfacer las demandas interna y externa:

D = \begin{pmatrix} 80\\ 140\\200 \end{pmatrix} X = \begin{pmatrix} x_1 \\ x_2\\x3 \end{pmatrix}

en donde x1, x2, x3 representan la producción total de cada sector.

Entonces la ecuación X = TX + D proporciona la producción total X para satisfacer las demandas externa e interna.

a) Formule un método iterativo en notación vectorial para usar la ecuación anterior. Indique cual es el nombre de la matriz T. Analice esta matriz y determine si el método iterativo es convergente.

b) Comience con un vector inicial X = [200, 200, 200]T realice las iteraciones necesarias hasta que la norma de la diferencia entre dos vectores consecutivos sea menor a 1.

Use la norma de fila.


Referencia: Modelo Input-Output. https://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_Input-Output, https://es.wikipedia.org/wiki/Wassily_Leontief

T = np.array([[0.40, 0.03, 0.02],
              [0.06, 0.37, 0.10],
              [0.12, 0.15, 0.19]])

D = np.array([80.0, 140.0, 200.0],dtype=float)

Xa = np.array([200.0,200.0,200.0])

1Eva_IT2012_T1_MN Tasa de interés

1ra Evaluación I Término 2012-2013. 3/Julio/2012. ICM02188 Métodos Numéricos

Tema 1. (30 puntos) Una empresa compra una máquina en P=20000 dólares pagando A=5000 dólares cada año durante los próximos n=5 años.

La siguiente fórmula relaciona los valores de P, A, n y el interés anual x que la empresa debe pagar:

A = P \frac{x(1+x)^n}{(1+x)^n -1}

Determine la tasa de interés anual x que la empresa ha contratado.

a) Localice un intervalo que contenga a la raíz, para aplicar el método de la bisección

b) Calcule la raíz con una precisión de 0.01. Muestre los valores intermedios


Referencias:

La venta de tractores se mantiene. El comercio 24-Oct-2009. https://www.elcomercio.com/actualidad/venta-tractores-mantiene.html

1Eva_IT2012_T3 Interpolar con Lagrange

1ra Evaluación I Término 2012-2013. 3/Julio/2012. ICM00158

Tema 3. (20 puntos) Se conocen los valores de una función en los siguientes puntos

f(1) = 0.75
f(1.5) = 1.34375
f(2) = 2.5
f(2.25) = 3.34765625
f(2.5) = 4.40625
f(3) = 7.25

Aproximar con el método de Lagrange, p3(x)


xi = [1, 1.5, 2, 2.25, 2.5, 3]
fi = [0.75, 1.34375, 2.5, 3.34765625, 4.40625, 7.25]

1Eva_IT2012_T2 Resolver sistema ecuaciones

1ra Evaluación I Término 2012-2013. 3/Julio/2012. ICM00158

Tema 2. (20%) Dado el siguiente sistema:

\begin{cases}2x_1+2x_2-x_3+x_4=4\\4x_1+3x_2-x_3+2x_4=6\\8x_1+5x_2-3x_3+4x_4=12\\3x_1+ 3x_2-2x_3+2x_4=6\end{cases}

a) Resolver el sistema con un método directo

b) ¿Es posible resolver este sistema con el método iterativo de Jacobi?
Si su respuesta es afirmativa, resuélvalo con una tolerancia de 10-2, con X(0)=0
Si su respuesta es negativa, justifique su conclusión.


A = np.array([[2,2,-1,1],
              [4,3,-1,2],
              [8,5,-3,4],
              [3,3,-2,2]])
B = np.array([[4.0],
              [6],
              [12],
              [6]])
tolera = 0.01

1Eva_IT2012_T1 Cercanía de ln(x) a punto de origen

1ra Evaluación I Término 2012-2013. 3/Julio/2012. ICM00158

Tema 1. (30 puntos). Determine de ser posible, los puntos de la curva

y=ln(x)

para x>0, más cercanos al origen de coordenadas.

a) Plantee la ecuación que permita resolver matemáticamente el problema.

b) Determine de ser posible un intervalo de la solución a la ecuación planteada en el literal anterior.

c) Aproxime la solución numérica de la ecuación planteada, empleando el método de Newton-Raphson con tolerancia de 10−6. Mostrar la tabla de resultados respectiva.

d) Escriba las coordenadas del punto encontrado: (x,y)

1Eva_IIT2011_T3_MN Producir un producto adicional

1ra Evaluación II Término 2011-2012. 29/Noviembre/2011. ICM02188 Métodos Numéricos

Tema 3. En el problema anterior, la empresa ha decidido fabricar un producto adicional D con la siguiente composición y con la misma cantidad de insumos disponibles semanales.

Sea t la cantidad del producto D que se producirá semanalmente (t≥0)

Insumo1 Insumo2 Insumo3
Producto D  3 2  2

a) encuentre el conjunto solución para x, y ,z, en términos de la variable independiente t

b) Encuentre el rango de producción posible del producto D, y con éste rango encuentre el rango de producción posible para los otros tres productos.

1Eva_IIT2011_T2_MN Insumos por semana

1ra Evaluación II Término 2011-2012. 29/Noviembre/2011. ICM02188 Métodos Numéricos

Tema 2. insumos
Una empresa produce semanalmente 3 tipos de productos, los insumos que requiere cada unidad producida se indican en la siguiente tabla:

Insumo1 Insumo2 Insumo3
Producto A 2 3 5
Producto B 5 2 7
Producto C 2 1 4

La cantidad de insumos que debe utilizarse exactamente cada semana es:

Insumo1 Insumo2 Insumo3
200 150 400

Sean x, y, z, la cantidad de productos A,B,C respectivamente, producida semanalmente (x≥0, y≥0, z≥0)

a) Plantee un sistema de ecuaciones

b) Utilice el método de eliminación de Gauss y encuentre la solución.

c) Incremente en 0.1 el primer coeficiente de la matriz. Resuelva nuevamente el sistema y comente acerca del cambio en la solución respecto al cambio en la matriz de coeficientes.

1Eva_IIT2011_T1_MN Función de probabilidad

1ra Evaluación II Término 2011-2012. 29/Noviembre/2011. ICM02188 Métodos Numéricos

Tema 1. Para que f(x) sea una función de probabilidad, se tiene que cumplir que su integral en el dominio de x debe tener un valor igual a 1.

Encuentre el valor de b para que la función

f(x) = 2 x^2+x

sea una función de probabilidad en el dominio [0,b].

Use la fórmula de Newton en la ecuación no lineal resultante. error tolerado=0.0001

1Eva_IIT2011_T3 Polinomio Lagrange

1ra Evaluación II Término 2011-2012. 29/Noviembre/2011. ICM00158

Tema 3. Sea f \in C^{4}[0,1] , tal que

f(0.50) = 1.648
f(0.65) = 1.915
f(0.80) = 2.225
f(0.95) = 2.5857

Usando el polinomio interpolante de Lagrange, aproxime:

f(0.76)
f(0.87)


datos = [[0.50, 1.648],
         [0.65, 1.915],
         [0.80, 2.225],
         [0.95, 2.5857]]

1Eva_IIT2011_T2 Sistema de Ecuaciones, diagonal dominante

1ra Evaluación II Término 2011-2012. 29/Noviembre/2011. ICM00158

Tema 2. Considere el sistema AX = B dado por

\begin{cases} -2x+5y+9z=1\\7x+y+z=6\\-3x+7y-z=-26\end{cases}

Arregle el sistema de tal manera que la diagonal de A sea estrictamente dominante.

a) Calcular el valor de ||T||

b) Escribir el algoritmo de Gauss-Seidel.

c) Dado X(0) = 0, iterar hasta que

\frac{||X^{(k)} - X^{(k-1)}||}{||X^{(k)}||} \lt 10^{-4}

Escriba una tabla de resultados.


A = np.array([[-2, 5, 9],
              [ 7, 1, 1],
              [-3, 7,-1]])
B = np.array([1,6,-26])