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Temas Selectos Física Computacional 3

Primary LanguageJulia

Temas Selectos de Física Computacional III

Aritmética de intervalos (2022-1)

Grupo 8387

Luis Benet Instituto de Ciencias Físicas, UNAM

Julián Ramírez Castro Facultad de Ciencias, UNAM

Lunes 10-12 -- Jueves 10-11


Contenido del curso

El objetivo del curso es introducir una serie de métodos de matemáticas y física computacionales que permiten calcular con conjuntos y establecer resultados garantizados (rigurosos), a partir de cálculos numéricos usando números de punto flotante. El curso está dirigido a estudiantes de Física, Matemáticas, Matemáticas Aplicadas y Ciencias de la Computación.

En el curso estudiaremos (e implementaremos en el lenguaje de programación Julia) los conceptos básicos y técnicas relacionadas con la aritmética y análisis de intervalos, la aplicación de métodos tipo Newton para intervalos, diferenciación automática, propagación de restricciones, y el método de integración de Taylor. A través de ejemplos concretos cubriremos distintas aplicaciones.

Temario

  • Aritmética de punto flotante y redondeo
  • Aritmética de intervalos
  • Funciones de intervalos
  • Raíces de funciones: Métodos rigurosos de bisección y Newton
  • Cuadratura numérica
  • Diferenciación automática en una y varias variables
  • Mínimos y máximos de funciones: Optimización local y global
  • Aproximación de funciones mediante series de Taylor; cálculo del error
  • Propagación de constricciones
  • Ecuaciones diferenciales ordinarias y el método de integración de Taylor

Bibliografía

  • R.E. Moore, R. Baker Kearfott & M.J. Cloud, Introduction to Interval Analysis, SIAM, 2009
  • W. Tucker, Validated Numerics: A Short Introduction to Rigorous Computations, Princeton University Press, 2011

Ligas de interés


Preparación (set-up)

  1. Instalar git: Seguir las instrucciones descritas en https://www.atlassian.com/git/tutorials/install-git, que dependen de la plataforma que usan: Linux, Mac, Windows

  2. Instalar Julia: Ir a https://julialang.org/downloads/, descargar la última versión estable (actualmente es la 1.5.3) y que sea adecuada a su plataforma.

  3. Verificar el funcionamiento de Julia; ver las notas específicas para cada plataforma: Abran la aplicación que acaban de instalar y corran el comando: 1+1.

  4. Instalar el Jupyter Lab (o el Jupyter Notebook) siguiendo las instrucciones oficiales.