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Análisis Numérico I |
1° Parcial |
75:12 |
Cat: Menéndez - Cavaliere - Perez Berro - Tarela |
13 / 05 / 2002 |
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Problema 1)
La relación entre la longitud de onda λ
y el periodo T de una onda de gravedad que se desplaza sobre la superficie de un
cuerpo de agua está dada por la siguiente "relación de dispersión":
donde es la frecuencia angular, g la aceleración de la gravedad, h la profundidad local y el número de onda. El forzante que genera la onda determina su periodo T (y entonces, su frecuuencia angular). Entonces el problema consiste en encontrar la longitud de onda λ que le corresponde a cada profundidad h.
a) Plantee la forma de
resolución de este problema utilizando el método Newton-Raphson. (Sugerencia:
efectúe el planteo para k).
b) Aplicarlo para el caso de olas. Suponga un periodo de 8 segundos (olas
generadas por vientos locales) en una zona de 3 metros de profundidad. Partir de
un valor de 10 metros.
c) Aplicarlo para el caso de una onda de marea. Suponga un periodo de 12,42
horas (componente lunar principal) y una profundidad de 7 metros (profundidad
media del Rio de la Plata). Partir de un valor de 100 km. Obtener los resultados
con 4 dígitos significativos, trabajando con la presición necesaria en los
calculos intermedios. Expresar los resultados con su error. En ambos casos
analizar el orden de convergencia del método.
Nota:
Problema 2)
La siguiente es la serie de caudales medidos mensualmente (en )
del río Paraná en la localidad de Paraná durante el año 2001:
Mes | Ene | Feb | Mar | Abr | May | Jun | Jul | Ago | Sep | Oct | Nov | Dic |
Caudal | 14076 | 17568 | 21791 | 16546 | 14603 | 12906 | 11425 | 10621 | 9924 | 12947 | 11955 | 12405 |
Dada la estacionalidad del ciclo hidrológico la serie refleja una oscilación de periodo anual, de modo que puede buscarse un patrón de comportamiento de tipo senoidal superpuesto sobre un valor medio.
a) Plantear tres funciones de base para aproximar la serie: una para
representar el valor medio (función constante) y las otras dos para representar
el periodo de oscilación de 12 meses (funciones seno y coseno).
b) Ajustar una aproximación lineal en base a esas tres funciones de base
utilizando el método de los cuadrados mínimos. Calcular los coeficientes de
ajuste con cuatro dígitos significativos, trabajando con la precisión
necesaria en los cálculos intermedios.
c) Graficar esquematicamente la serie original y la función ajustada y explicar
si el ajuste le parece convincente a simple vista y por que.
Pregunta 1)
El mal condicionamiento de un algoritmo ¿se debe a errores de truncamiento o
errores de redondeo? Explicar el mecanismo como se produce el mal
condicionamiento.
Pregunta 2)
Se tiene una larga tabla de valores
donde las ordenadas están dadas con un
error .
Se desea obtener un valor interpolado polinomialmente a partir de esa tabla.
Explicar la estrategia para garantizar que el valor interpolado tenga un error
de truncamiento menor que .