2Eva_IIT2010_T2 Calcular volumen

2da Evaluación II Término 2010-2011. 1/Febrero/2011. ICM00158

Tema 2. Calcule el volumen

u(x,y)δxδy \int\int u(x,y) \delta x \delta y

en el que u(x,y) está definido con la ecuación diferencial

δ2uδx2+δ2uδy2=4 \frac{\delta ^2 u}{\delta x^2} + \frac{\delta ^2 u}{\delta y^2} = 4 u=u(x,y) u = u(x,y) 0x20\leq x \leq 2 0y10 \leq y \leq 1

con las condiciones en los bordes:

u(0,y)=40,0<y<1 u(0,y) = 40 , 0\lt y \lt 1 u(2,y)=50,0<y<1 u(2,y) = 50 , 0\lt y \lt 1 u(x,0)=40+5x,0<x<2 u(x,0) = 40 + 5x , 0\lt x \lt 2 u(x,1)=40+5x,0<x<2 u(x,1) = 40 + 5x , 0\lt x \lt 2

Use el método de diferencias finitas para resolver la ecuación diferencial y la fórmula de Simpson para calcular el integral. En todos los cálculos use Δx = Δy = 0.5

2Eva_IIT2010_T1 Problema valor inicial

2da Evaluación II Término 2010-2011. 1/Febrero/2011. ICM00158

Tema 1. Resolver el siguiente problema de valor inicial:

y+2ty=cos(t)t2 y'+ \frac{2}{t}y = \frac{\cos (t)}{t^2} y(π)=0,t>0 y(\pi)=0, t\gt 0

a. Determinar f(t,y)

b. Escribir el algoritmo de Runge-Kutta de 4to orden para la función definida en el literal a.

c. Presentar la tabla de resultados para el tamaño de paso h=0.2, con i = [0,9]

2Eva_IT2010_T3 EDP elíptica, Placa no rectangular

2da Evaluación I Término 2010-2011. 31/Agosto/2010. ICM00158

Tema 3. La placa plana mostrada en la figura está construida con cierto metal, y se ha determinado que la temperatura en los bordes de la placa es la que se indica en la figura.

Ademas de tiene que el término no homogéneo asociado a la ecuación elíptica respectiva es f(x,y)=20

2ux2+2uy2=f \frac{\partial ^2 u}{\partial x^2} + \frac{\partial ^2 u}{\partial y^2} = f

El problema consiste en determinar la temperatura en los puntos del interior de la placa en la malla que se muestra en la figura.

a. Determinar el algoritmo en diferencias finitas que resuelve el problema

b. Plantear el sistema de ecuaciones lineas que resuelve el problema

c. Utilice el método de Gauss para resolver el sistema de ecuaciones generado

2Eva_IT2010_T2 Movimiento angular

2da Evaluación I Término 2010-2011. 31/Agosto/2010. ICM00158

Tema 2. La ecuación de un movimiento angular está dada por

y+10sin(y)=0 y'' + 10 \sin (y) =0 0t1 0\leq t \leq 1 y(0)=0,y(0)=0.1y(0)=0, y'(0)=0.1

Empleando el método de Runge-Kutta de 4to orden generalizado y un paso de 0.25, aproximar la solución de la ecuación en t=0.50


Referencia:  Chapra 28.4 p842 pdf 866

https://nitanperdida.com/2017/12/24/banos-y-el-columpio-del-fin-del-mundo/
BAÑOS DE AGUA SANTA Y EL COLUMPIO DEL FIN DEL MUNDO

2Eva_IT2010_T1 Perímetro de región

2da Evaluación I Término 2010-2011. 31/Agosto/2010. Análisis Numérico

Tema 1. Aproximar el perímetro de la región ubicada en el primer cuadrante, acotada por los ejes coordenados y la curva

{x=2cos(t)y=3sin(t) \begin{cases} x = 2 cos(t) \\ y = \sqrt{3} \sin{(t)} \end{cases} t[0,π2] t \in \Big[0, \frac{\pi}{2}\Big]

Utilice la regla compuesta de Simpson con n=8

2Eva_IT2009_T3_MN Asignar presupuesto a comunidades aledañas

2da Evaluación I Término 2009-20010. ICM02188 Métodos Numéricos

Tema 3 (30 puntos) En una región se han agregado 4 nuevas comunidades a las 8 comunidades existentes. Estas 8 comunidades existentes reciben anualmente recursos monetarios (miles de dólares) como se indica en el cuadro adjunto.

Las 4 nuevas comunidades deberá recibir una cantidad de dinero igual al promedio de las comunidades ubicadas inmediatamente a su alrededor. Estos valores se los ha representado por x1, x2, x3, x4 y deben ser calculados:

48.2 53.4 x4
40.5 x1 65.1
x2 58.0 42.6
55.4 x3 70.8

a. Plantee un sistema de ecuaciones para representar y resolver este problema.

b. Determine si el método iterativo de Jacobi convergerá. Justifique su respuesta.

c. Comience con un vector nulo y calcule la solución hasta obtener un decimal de precisión. Use el método iterativo de Gauss-Seidel. Escriba los resultados intermedios.

2Eva_IT2009_T2_MN Longitud de perfil de la plancha

2da Evaluación I Término 2009-20010. ICM02188 Métodos Numéricos

Tema 2 (30 puntos). plancha Techo Ondulada
En el techado de las casas se utilizan planchas corrugadas con perfil ondulado.

Cada onda tiene la forma
f(x) = sen(x)
con un periodo de 2π pulgadas.

El perfil de la plancha tiene 8 ondas y la longitud L de cada onda se puede calcular con la siguiente integral:

L=02π1+(f(x))2δx L = \int_0^{2\pi} \sqrt{1+(f'(x))^2} \delta x

Este integral no puede ser calculado por métodos analíticos.

Encuentre la longitud del perfil de la plancha. Use la fórmula de Simpson con m=6 para calcular L.

 

2Eva_IT2009_T1_MN Demanda de producto por semana

2da Evaluación I Término 2009-20010. ICM02188 Métodos Numéricos

Tema 1 (40 puntos). Los siguientes datos representan la medición de la demanda f de un producto durante cinco semanas consecutivas:

t = [ 1,  2,  3,  4,  5]
f = [24, 45, 62, 65, 58]

Use todos los datos proporcionados para calcular los siguientes resultados y estimar el error en sus respuestas:

a. Encuentre la demanda en la semana 3.5

b. Determine el día en que la demanda fue  50

c. En qué día se tuvo la mayor demanda.