Aktuella meddelanden
Välkomna till kursen! Kursens schema finns i TimeEdit.
Lösningsförslag till tentan 2019-10-12.
Lösningsförslag till tentan 2019-08-29.
Lösningsförslag till tentan 2019-06-03. Visning sker onsdagen 26 Juni kl 12 till 13 i MVL14.
Observera att sidan kan uppdateras under kursens gång.
Lärare
Kursansvarig och föreläsare: Thomas Bäckdahl
Storgruppsövningsledare: Johannes Borgqvist
Räkneövningsledare: Tobias Magnusson, Simon Jacobsson, Adel Hasic
Labbhandledare: Tobias Magnusson, Simon Jacobsson, Rolf Andreasson
Kurslitteratur
L -- Kjell Holmåker och Ivar Gustafsson, Linjär
Algebra: fortsättningskurs, 1:e upplaga, Liber
N -- Ivar Gustafsson och Kjell Holmåker, Numerisk Analys, 1:e
upplaga, Liber
Engelsk-svensk matematisk ordlista.
Program
Föreläsningar
Dag |
Avsnitt | Innehåll |
---|---|---|
25/3 | L:1.1-1.2 | Introduktion till kursen. Linjära rum och underrum. |
26/3 | L:1.4-1.5 | Linjära avbildningar, linjärt (o)beroende, bas, dimension. |
28/3 | L:1.6-1.7 | Linjära ekvationssystem, koordinater och basbyte. |
1/4 | L:1.7 och 2.1 | Basbyte och skalärprodukt. |
2/4 | L:2.2 | Ortogonalitet och ON-baser, några tillämpningar. |
5/4 | L:2.3-2.4 | Minsta kvadratproblem och ortogonala matriser. |
8/4 | N:1 | Felanalys och flyttalsaritmetik. (slides) |
9/4 | N:1-2 | Flyttalsaritmetik forts. N2:Numerisk lösning av ekvationer, en variabel. |
11/4 | N:2 | Numerisk lösning av ekvationer, flera variabler. (figurer) |
12/4 | N:3 | Funktionsapproximation, interpolation och splines. (figurer) |
15/4 | N:4.1-4.3 | Numerisk integration. (slides) |
16/4 | L:3.1-3 | Matriser för linjära avbildningar. |
2/5 | L:3.3-4 | Ortogonala matriser. |
6/5 | L:4.1-2 | Komplexa linjära rum, egenvärden och egenvektorer. |
7/5 | L:4.3-4 | Diagonalisering, spektralsatsen. |
9/5 | L:4.5-6 | Tillämpningar, kvadratiska former. |
10/5 | N:5.1-7 | Numerisk lösning av system av linjära ekvationer. |
13/5 | N:5.8-9, 5.11 | Minsta kvadrat-problem, QR-faktorisering, SVD. |
14/5 | N:5.11-13 | SVD. |
16/5 | N:5.14-18 | Numerisk beräkning av egenvärden. |
17/5 | N:6.1-6.3 | Numerisk derivation, numerisk lösning av ordinära differentialekvationer. (figurer) |
20/5 | N:6.4 | Noggrannhet till metoder för lösning av ODE. |
21/5 | N:6.4, 6.6 | Runge-Kutta metoder, A-stabila metoder för ODE. (figurer) |
23/5 | N:7.1-2, 4-5 | Numerisk optimering, en variabel. |
24/5 | N:7.6-8 | Numerisk optimering, fler variabler. |
27/5 | |
Repetition. (slides) |
28/5 | |
Repetition forts, Tentauppgifter. |
Storgruppsövningar
Dag | Avsnitt | Uppgifter |
---|---|---|
25/3 | L:1.1-1.2 | L1:2, 4, 6, 8, 10 |
27/3 | L:1.4-1.5 | L1:29, 35, 40, 41, 46 |
1/4 | L:1.6-1.7 | L1:16a, 17, 21, 23, 48, 53 |
3/4 | L:2.1-2.2 | L2:5, 10, 11, 15, 44, 46, (L2:44 matlab kod, grafer) |
10/4 | L:2.3-5 | L2:9, 25, 26, 30, 39, (L2:25 matlab kod, L2:30,39 grafer) |
15/4 | N:1 | N1:6, 13, 18, 22 |
17/4 | N:2-3 | N2:10, 13, 18; N3:1, 9, 15 (L3:15 matlab kod, grafer) |
6/5 | N:4, L:3, L:4.1-2 | N4:1, 3, 9, 16; L3:1ab, 3, 11, 16 (N4:16 matlab kod) |
9/5 | L:4 | L4:2a, 4c, 6, 8, 17, 21 |
13/5 | L:4, N:5 | L4:23, 25, 29, 32, 50 |
15/5 | N:5 | N5:1, 6, 14, 16, 20, 22 |
20/5 | N:5.14-18 | N5:27, 36ab, 37, 50 (N5:27 matlab kod, N5:50 matlab kod) |
22/5 | N:6.1-3 | N5:41, 44; N6:4, 5, 7a, 8 (N5:44 matlab kod) |
27/5 | N:6 | N6:11, 14, 15, 20 (Sammanfattning ODEer, matlab kod för N6:20, N6:22, N6:23, befolkning.m, blad.m, epidemi.m) |
29/5 | N:6.6 N:7 | N7:3, 6, 10a-e (Sammanfattning Minimering, matlab kod för N7:10, N7:14, meshGenerator.m) |
Rekommenderade övningsuppgifter
Vecka |
Uppgifter |
---|---|
13 | L1:1, 5, 9, 16bc, 20, 22, 25, 26, 44, 45 |
14 | L1:51, 52, 56, 58; L2:4, 8, 12, 14, 18 |
15 | Ingen räkneövning, men jobba gärna med uppgifter för v 16. |
16 | L2:31, 40; N1:1, 9, 12, 17, 27; N2:6, 17a, 21, 22 |
17 | Ingen räkneövning, men jobba gärna med uppgifter för v 18. |
18 | N3:5, 6, 16; N4:2, 14; L3:1cd, 2bc, 8, 12 |
19 | Ingen räkneövning, men jobba gärna med uppgifter för v 20. |
20 | L4:2bc, 4d, 7, 13, 19, 26, 27, 28, 33, 48 (Använd Matlab för att bestämma egenvärdena till 3x3-matriser) |
21 | N5:3, 13, 21, 23, 26, 36cd, 49; N6:1, 3, 7b, 12, 13 N7:5, 11, 15 |
Studieresurser
- Den viktigaste resursen är lärarna på kursen. Använd undervisningstiden till att fråga lärarna, speciellt på räkneövningarna. Ställa frågor via e-post är inte alls lika effektivt och lärare har inte alltid tid att besvara utan hänvisar hellre till räkneövningar.
- Mattesupporten är öppen för alla som studerar på Chalmers eller på Naturvetenskapliga fakulteten vid Göteborgs universitet.
- FUNKA hjälper dig som går på Chalmers och har behov av extra stöd pga någon funktionsnedsättning.
Datorlaborationer
Det är fyra obligatoriska datorlaborationer.
För att få en datorlaboration godkänd, måste du gå på en av de
uppsatta datorlaborationstillfällena och få den godkänd av en
labbhandledare.
Laborationerna måste vara godkända senast på sista
datorlaborationstillfället måndagen 27 maj.
Studenter som läser om kursen och har godkända datorlaborationer
från tidigare, behöver inte göra om datorlaborationerna om det tidigare resultatet kan styrkas.
Lab 1: Svartkroppsstrålning, Wiens lag,
planck.m
Lab 2: Optimering med tillämpning inom
försöksplanering,
Lab 3: Numerisk lösning av
differentialekvationer från elektromagnetisk fältteori,
Lab 4: Numerisk lösning av
differentialekvationer från mekanik,
Referenslitteratur
- Material utvecklat av MV som ger en kortfattad introduktion till Matlab
- MATLAB for Engineers, Holly More
Ger en introduktion till Matlab och kräver inledningsvis ingen matrisalgebra. Är utmärkt för självstudier. - MATLAB-beräkningar inom teknik och naturvetenskap, Per
Jönsson
Kräver kunskaper i Matrisalgebra. Innehåller lite mer avancerade övningar och modelleringsuppgifter. Är utmärkt som referenslitteratur/uppslagsbok. - Scientific Computing with MATLAB and Octave,
Alfio Quarteroni, Fausto Saleri och Paola Gervasio,
Introduktionsbok för numerisk linjär algebra som innehåller många Matlab/Octave-kodexempel. (Kan laddas ner via Chalmers eduoroamuppkopling genom följande länk och klicka på "Access this title on SpringerLink".)
Kurskrav
Kursens syfte och lärandemål finns angivna i kursplanen.
Bonusuppgifter
Bonusuppgifterna kan maximalt ge dig 10 bonuspoäng på
tentan. Det finns 7 bonusuppgifter, som är värd 3-4 poäng var.
Bonusuppgifterna ska göras i grupper på maximalt två
personer och varje student kan maximalt lämna in 1 bonusuppgift
värd 4 poäng och 2 bonusuppgifter värda 3 poäng.
Bonusuppgifterna lämnas in genom pingpong. Tyvärr har vi för tillfället inte
något bra sätt att lämna in som grupper på två i pingpong,
så förfarandet blir så här:
- Person 1 lämnar in en fil som innehåller svaret på uppgiften, och skriver som kommentar vem personen har arbetat tillsammans med, om någon.
- Person 2 lämnar inte in någon fil, men skriver endast vem man har arbetat tillsammans med som kommentar.
För att bonusuppgifterna ska tillgodoräknas, ska de lämnas in innan 24 maj kl 23:59.
Bonus 1: Grafer och flygplansrutter 3 poäng
Bonus 2: Wavelet-analys för datakomprimering 4 poäng
Bonus 3: Beräkning av egenvärden 3 poäng
Bonus 4: Linjärt ekvationssystem 4 poäng
Bonus 5: Minsta-kvadrat-approximation 3 poäng
Bonus 6: Reaktionskinetik och styva problem 4 poäng
Bonus 7: Simultant diagonaliserbara matriser3 poäng
Studenter som läser om kursen: Bonusuppgifter från tidigare år tillgodoräknas inte.
Examination
Skriftlig tentamen i form av kombinerad problem-
och teoriskrivning.
Fyra (4) obligatoriska datorlaborationer. (Se ovan.)
Valfria bonusuppgifter.
Maximalt antal poäng på tentan: 60
Betygsgränser: 30, 42, 54.
Upp till 10 bonuspoäng tillgodoräknas.
Sektioner i Kurslitteraturen som ingår
Linjär algebra:
1.1-1.7
2.1-2.4
3.1-3.5
4.1-4.5
(6.1-6.4) Relevant material finns även i Numerisk Analys
Numerisk Analys:
1.1-1.12
2.1-2.5, 2.8-12, 2.17
3.1-6
4.1-3
5.1-9, 11, 14-18
6.1-6.4, 6.6
7.1-8
Centrala definitioner, begrepp, satser:
Tentamensuppgifterna kommer att relatera till de centrala
definitionerna, begreppen, satserna och metoderna som listas här.
Satsbevis kommer endast vara tentarelevant för de satserna som
listas på formen "Sats x-med bevis".
L Kap 1: Linjära rum, vektorrum:
- Linjärt rum (Def 1.1), Underrum (Def 1.2),
- Linjär avbildning (Def 1.6), Nollrum och värderum, (Def 1.7),
- Linjärt beroende/oberoende (Def 1.9)
- Sats 1.4-med bevis
- Bas, dimension (Def 1.10, 1.11, Sats 1.5-med bevis, Sats 1.6, Sats 1.7, Sats 1.9-med bevis)
- Dimensionssatsen (Sats 1.14, Sats 3.1) , Rangsatsen (Sats 1.15), Rang (Def 1.13).
- Koordinater (Def 1.14)
L Kap 2: Skalärprodukt:
- Skalärprodukt (Def 2.1), Norm tillhörande skalärprodukt (Def 2.2)
- Cauchy-Schwarz (Sats 2.1 - med bevis)
- Triangelolikheten (Sats 2.2 - med bevis)
- Ortogonalitet (Def 2.4), ortogonal komplement (Def 2.5)
ortogonalprojektion (Def 2.6), ortogonal matris (Def 2.7)
- Gram-Schmidts ortogonaliseringsmetod (Sats 2.4)
- De fyra fundamentala underrummen (Sats 2.11-med bevis)
- Minsta kvadratproblemet, normalekvationer (Sats 2.12)
L Kap 3: Linjära avbildningar
- Matrisen för en linjär avbildning i de valda basarna (Def 3.1)
- Basbyte vid linjära avbildningar (Sats 3.2)
- Similära matriser (Def 3.2)
- Egenskaper ortogonala matriser (Sats 3.3)
L Kap 4: Egenvärder och egenvektorer:
- Egenvärde, egenvektor, egenrum (Def 4.1)
- Diagonalisering (Definition 4.4)
- Sats 4.6-med bevis
- Symmetrisk matris (Def 4.5)
- Sats 4.10-med bevis
- Spektralsatsen (Sats 4.12),
N Kap 1: Felanalys och datoraritmetik
- Absolut fel, relativ fel, felgräns,
- Konditionstal, stabilt problem.
- Bakåtfel, stabilitet till algoritm.
- Flyttalssystem, Maskinepsilon
N Kap 2: Ekvationslösning:
- Konvergens av följd, konvergensordning
- Newtons metod (för 1 och fler variabler), Sekantmetoden,
Fixpunktsiteration (för 1 och fler variabler)
- Feluppskattning
N Kap 3: Funktionsapproximation, interpolation och splines
- Interpolation, polynominterpolation
- Runges fenomen
- Spline
N Kap 4: Numerisk integration
- Trapetsregeln,
- Simpsons regel.
- Sammansatt trapetsformel. (Trapetsformeln)
- Sammansatt Simpsons formel. (Simpsons formel)
N Kap 5: Numerisk linjär algebra
- Gausselimination, LU-faktorisering
- Vektornormer och tillhörande matrisnormer
- Konditionstal til matris, lösningsnogrannhet vid linjära ekvationssystem
- Minsta-kvadratproblemet, QR-faktorisering,
Singulärvärdesfaktorisering
- Egenvärdesproblemet, Potensmetoden, invers iteration.
N Kap 6: Ordinära differentialekvationer, numerisk lösning
- Approximation av derivator, framåtdifferens, bakåtdifferens, centraldifferens. Trunkeringsfel
- Begynnelsesvärdeproblem för ordinära differentialekvationer, framåt Euler, bakåt Euler, (implicit) trapetsmetod.
- Lokal trunkeringsfel
- Approximationsordning
- Stabilitet, stabilitetsområde.
N Kap 7: Numerisk Optimering
- Optimeringsproblemet, objektfunktion, likhetsbivillkor, olikhetsbivillkor.
- Globalt/lokalt (strikt) minimum.
- Gradient, Hessian
- Endimensionell optimering utan bivillkor: Gyllene snitt-sök, Newtons metod, sekantmetoden
- Flerdimensionell optimering utan bivillkor:
Linjesökingsproblemet, sökriktning, descentriktning, stegländ,
steepest descent
Datum, tider och platser för tentamen finns i studentportalen.
Rutiner kring tentamina
I Chalmers Studentportal kan du läsa om vilka regler som gäller kring att tentera på Chalmers. Tänk på att du måste anmäla dig i tid till tentan, eftersom du annars inte får tenta.
Vid tentamen ska du kunna uppvisa giltig legitimation och kvitto på erlagd kåravgift.
Du kan själv gå in i Ladok, via inloggning i Studentportalen, för att se dina resultat.
Granskning vid ordinarie tentamen:
Då det är praktiskt möjligt ordnas ett separat granskningstillfälle av
tentamen. Tidpunkt för detta meddelas på kurshemsidan. Den som inte kan
delta vid granskningen kan efter granskningstillfället hämta och granska
sin tenta på Matematiska vetenskapers studieexpedition, se
information om öppettider. Kontrollera att Du har fått rätt betyg
och att poängsumman stämmer. Eventuella klagomål på rättningen ska
lämnas skriftligt på expeditionen, där det finns en blankett till hjälp.
Granskning vid omtentamen:
Tentorna granskas och hämtas ut på Matematiska vetenskapers
studieexpedition, se
information om öppettider. Eventuella klagomål på rättningen ska
lämnas skriftligt på expeditionen, där det finns en blankett till hjälp.
Kursvärdering
I början av kursen bör minst två studentrepresentanter ha utsetts för att tillsammans med lärarna genomföra kursvärderingen. Värderingen sker genom samtal mellan lärare och studentrepresentanter under kursens gång samt vid ett möte efter kursens slut då enkätresultatet diskuteras och rapport skrivs.Se följande mall för Kursvärdering i studentportalen.
Kursutvärderare är Davit Petrosyan och William Blomström.
Kursutvärderarna har satt ihop följande enkät för mittkursutvärderingen.
Gamla tentor
Datum |
Tenta |
Lösningar |
---|---|---|
2017–05–29 | Tenta | Lösning |
2017–08–19 | Tenta | Lösning |
2017–10–07 | Tenta | Lösning |
2018–05–28 | Tenta | Lösning |
2018–08–25 | Tenta | Lösning |
2018–10–13 | Tenta | Lösning |
2019–06–03 | Tenta | Lösning |
2019–08–29 | Tenta | Lösning |
2019–10–12 | Tenta | Lösning |
Observera att lösningsförslagen inte är felfria.
Fel förekommer bland annat i 2017-05-29 uppg 2c, 2018-18-25 uppg 6bc, 2018-10-13 uppg 2d, 3d.