logo PRZ
Karta przedmiotu
logo WYDZ

Metody numeryczne


Podstawowe informacje o zajęciach

Cykl kształcenia:
2024/2025
Nazwa jednostki prowadzącej studia:
Wydział Matematyki i Fizyki Stosowanej
Nazwa kierunku studiów:
Inżynieria w medycynie
Obszar kształcenia:
nauki techniczne
Profil studiów:
ogólnoakademicki
Poziom studiów:
pierwszego stopnia
Forma studiów:
stacjonarne
Specjalności na kierunku:
Tytuł otrzymywany po ukończeniu studiów:
inżynier
Nazwa jednostki prowadzącej zajęcia:
Zakład Modelowania Matematycznego
Kod zajęć:
14933
Status zajęć:
obowiązkowy dla programu
Układ zajęć w planie studiów:
sem: 3 / W15 L15 / 2 ECTS / Z
Język wykładowy:
polski
Imię i nazwisko koordynatora 1:
dr hab. prof. PRz Andrzej Włoch
Imię i nazwisko koordynatora 2:
dr Marta Król
Imię i nazwisko koordynatora 3:
dr hab. prof. PRz Myroslav Kutniv
Terminy konsultacji koordynatora:
poniedziałek tydzień B 15.45 - 17.15, tydzień A 17.20 - 18.50, L-27.16C wtorek tydzień B 17.20 - 18.50, tydzień A 12.15 - 13.45, L-27.16C

Cel kształcenia i wykaz literatury

Główny cel kształcenia:
Celem kursu jest zapoznanie studentów z podstawowymi metodami numerycznymi.

Ogólne informacje o zajęciach:
Moduł zawiera treści z zakresu metod rozwiązania układów równań liniowych i nieliniowych, interpolacji, całkowania numerycznego, rozwiązania zagadnień początkowych dla równań różniczkowych zwyczajnych.

Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć
Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych
1 D. Kincaid, W.Cheney Analiza numeryczna WNT, Warszawa . 2006
2 Z. Fortuna, B. Macukow, J. Wasowski Metody numeryczne WNT, Warszawa. 1998
Literatura wykorzystywana podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/innych
1 L. Jaroszyński, M. Łanczont Laboratorium metod numerycznych Politechnika Lubelska, Lublin. 2014
Literatura do samodzielnego studiowania
1 J. i M. Jankowscy Przegląd metod i algorytmów numerycznych WNT, Warszawa. 1988

Wymagania wstępne w kategorii wiedzy / umiejętności / kompetencji społecznych

Wymagania formalne:
Zaliczony kurs analizy matematycznej oraz kurs algebry.

Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy:
Opanowanie podstaw analizy matematycznej i rachunku macierzowego.

Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności:
Umiejętność rozwiązywania wybranych problemów z zakresu algebry liniowej, rachunku różniczkowego i całkowego, równań różniczkowych oraz stosowania pakietów obliczeniowych.

Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych:
Potrafi odpowiednio określić priorytety służące realizacji określonego przez siebie lub innych zadania

Efekty kształcenia dla zajęć

MEK Student, który zaliczył zajęcia Formy zajęć/metody dydaktyczne prowadzące do osiągnięcia danego efektu kształcenia Metody weryfikacji każdego z wymienionych efektów kształcenia Związki z KEK Związki z PRK
MEK01 Zna podstawowe pojęcia i zagadnienia numeryczne oraz wybrane metody budowy algorytmów numerycznych. wykład, laboratorium zaliczenie cz. praktyczna K-U01+
K-U14+
P6S-UU
P6S-UW
MEK02 Potrafi rozwiązać numerycznie prosty problem posługując się pakietem Scilab. laboratorium zaliczenie cz. praktyczna K-W09+
K-U01+
K-U03+
P6S-UO
P6S-UU
P6S-UW
P6S-WG
MEK03 Zna podstawowe metody numeryczne rozwiązywania równań oraz układów równań liniowych. wykład, laboratorium zaliczenie cz. praktyczna K-W01+
K-U09+
K-U14+
P6S-UO
P6S-UU
P6S-UW
P6S-WG
P6S-WK

Treści kształcenia dla zajęć

Sem. TK Treści kształcenia Realizowane na MEK
3 TK01 Modelowanie matematyczne i obliczenia numeryczne. Zapis liczb w komputerze. Klasyfikacja błędów obliczeń W01, L01 MEK01
3 TK02 Metody dokładne rozwiązania układów równań liniowych. Metoda eliminacji Gaussa, metoda LU-rozkładu. Obliczanie wyznaczników i odwracanie macierzy. Metody iteracyjne (iteracji prostej, Jacobiego, Gaussa-Seidela, górnej relaksacji) W02, L02 MEK01 MEK03
3 TK03 Metody rozwiązania równań nieliniowych. Metody połowienia, kolejnych przybliżeń, Newtona, siecznych. Metody rozwiązania układów równań nieliniowych. Metody kolejnych przybliżeń (iteracji prostej) i Newtona. W03, L03, MEK02 MEK03
3 TK04 Aproksymacja funkcji. Interpolacyjne wielomiany Lagrange’a i Newtona. Oszacowanie błędu wielomianu interpolacyjnego. Metoda najmniejszych kwadratów. Aproksymacja trygonometryczna, szybka transformacja Fouriera W05, L05, L06 MEK01 MEK02
3 TK05 Całkowanie numeryczne. Kwadratury Newtona-Cotesa. Wzory prostokątów, trapezów, Simpsona. Kwadratury złożone W06, L07 MEK01 MEK02
3 TK06 Metody numerycznego rozwiązania zagadnienia początkowego dla równań różniczkowych zwyczajnych. Metody szeregów Taylora, Rungego-Kutty, liniowe wielokrokowe metody W07 MEK01 MEK02

Nakład pracy studenta

Forma zajęć Praca przed zajęciami Udział w zajęciach Praca po zajęciach
Wykład (sem. 3) Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem.
Uzupełnienie/studiowanie notatek: 2.00 godz./sem.
Studiowanie zalecanej literatury: 2.00 godz./sem.
Laboratorium (sem. 3) Przygotowanie do laboratorium: 5.00 godz./sem.
Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem.
Dokończenia/wykonanie sprawozdania: 5.00 godz./sem.
Konsultacje (sem. 3) Przygotowanie do konsultacji: 1.00 godz./sem.
Udział w konsultacjach: 1.00 godz./sem.
Zaliczenie (sem. 3) Przygotowanie do zaliczenia: 3.00 godz./sem.
Zaliczenie pisemne: 2.00 godz./sem.

Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej

Forma zajęć Sposób wystawiania oceny podsumowującej
Wykład
Laboratorium Prace laboratoryjne
Ocena końcowa Średnia ocena z prac Laboratoryjnych.

Przykładowe zadania

Wymagane podczas egzaminu/zaliczenia
(-)

Realizowane podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/projektowych
(-)

Inne
(-)

Czy podczas egzaminu/zaliczenia student ma możliwość korzystania z materiałów pomocniczych : nie

Treści zajęć powiazane są z prowadzonymi badaniami naukowymi tak

1 A. Włoch; M. Wołowiec-Musiał Generalized Padovan Numbers 2025
2 B. Datsko; M. Kutniv Explicit numerical methods for solving singular initial value problems for systems of second-order nonlinear ODEs 2025
3 J. Prusik; T. Rogalski; A. Wal; A. Włoch Układ zabezpieczający dla samolotów z mechanicznym układem sterowania 2025
4 U. Bednarz; A. Włoch; I. Włoch; M. Wołowiec-Musiał Distance Fibonacci sequences 2025
5 E. Özkan; A. Włoch; N. Yilmaz Generalization of the Distance Fibonacci Sequences 2024
6 E. Özkan; D. Strzałka; A. Włoch; N. Yilmaz On Doubled and Quadrupled Fibonacci Type Sequences 2024
7 H. Harmatii; B. Kalynyak; M. Kutniv The Influence of the Temperature Dependence of Thermomechanical Characteristics of FGM on the Thermostressed State of a Hollow Sphere 2024
8 M. Pirga; A. Włoch; I. Włoch Some New Graph Interpretations of Padovan Numbers 2024
9 N. Khomenko; M. Kutniv Algorithmic implementation of an exact three-point difference scheme for a certain class of singular Sturm–Liouville problems 2024
10 N. Khomenko; A. Kunynets; M. Kutniv Algorithmic Realization of an Exact Three-Point Difference Scheme for the Sturm–Liouville Problem 2023
11 N. Khomenko; A. Kunynets; M. Kutniv Three-Point Difference Schemes of High Order of Accuracy for the Sturm–Liouville Problem 2023
12 P. Jaśkiewicz; B. Kozicki; A. Włoch; J. Zieliński The Impact of the Covid-19 Pandemic and the War Between Russia and Ukraine on Electricity Prices in Selected European Countries in 2022 in Terms of Economic Security 2023
13 M. Król; M. Kutniv New Algorithmic Implementation of Exact Three-Point Difference Schemes for Systems of Nonlinear Ordinary Differential Equations of the Second Order 2022
14 R. Grabowski; B. Kozicki; S. Mitkow; A. Włoch Impact of Covid-19 Pandemic on Economic Security - Multidimensional Analysis of Real Estate Market Across Poland 2022
15 U. Bednarz; A. Włoch; M. Wołowiec-Musiał New Types of Distance Padovan Sequences via Decomposition Technique 2022
16 B. Datsko; A. Kunynets; M. Kutniv; A. Włoch New explicit high‐order one‐step methods for singular initial value problems 2021
17 D. Bród; A. Włoch (2,k)-Distance Fibonacci Polynomials 2021
18 D. Strzałka; A. Włoch; S. Wolski Distance Fibonacci Polynomials by Graph Methods 2021
19 E. Özkan; A. Włoch; N. Yilmaz On F3(k,n)-numbers of the Fibonacci type 2021
20 G. Harmatiy; B. Kalynyak; M. Kutniv Uncoupled Quasistatic Problem of Thermoelasticity for a Two-Layer Hollow Thermally Sensitive Cylinder Under the Conditions of Convective Heat Exchange 2021
21 A. Włoch; I. Włoch On some multinomial sums related to the Fibonacci type numbers 2020
22 B. Datsko; A. Kunynets; M. Kutniv; A. Włoch A new approach to constructing of explicit one-step methods of high order for singular initial value problems for nonlinear ordinary differential equations 2020
23 B. Datsko; M. Kutniv; A. Włoch Mathematical modelling of pattern formation in activator–inhibitor reaction–diffusion systems with anomalous diffusion 2020