DENİZ HARP OKULU TEMEL BİLİMLER BÖLÜM BAŞKANLIĞI DERS TANITIM BİLGİLERİ

Transkript

1 DENİZ HARP OKULU TEMEL BİLİMLER BÖLÜM BAŞKANLIĞI DERS TANITIM BİLGİLERİ Dersin Adı Kodu Sınıf/Y.Y. Ders Saati (T+U+L) Kredi AKTS ENDÜSTRİ MÜH. İÇİN SAYISAL YÖNTEMLER FEB-321 3/ 2.YY Dersin Dili Dersin Seviyesi Dersin Önkoşulu : Türkçe : Lisans : Yok Dersin Öğretim Elemanı Dersin Amacı : : Matematik Öğretim Elemanı Bu dersin amacı öğrenciye mühendislik problemlerinin çözümünde kullanılan sayısal yöntemleri öğretmek ve öğrencilere bilgisayar ile problem çözme yeteneği kazanmaktır. Dersin Öğrenim Kazanımları : Bu dersi başarı ile tamamlayabilen öğrenciler; 1) MATLAB genel özelliklerini kavrayabilmeli ve çeşitli grafik çizimlerinde ve denklem çözümlerinde programı kullanabilmeli. 2) Hata analizi kavramını bilmeli ve sayısal hesaplamalarda uygulayabilmeli. 3) Sayısal yöntemler kullanarak fonksiyonların köklerini bulabilmeli. 4) Doğrusal denklem sistemlerini sayısal yöntemleri kullanarak çözebilmeli, doğrusal denklem sisteminin yapısı hakkında fikir yürütebilmeli. 5) Çeşitli optimizasyon yöntemleriyle ilgili kazanımlara sahip olup bunları uygulayabilmeli. 6) Verilen noktalar dizisini kullanarak eğri formülü türetebilmeli ve bu fonksiyon yardımıyla ara değerleri bulabilmeli. 7) İnterpolasyon tekniklerini bilmeli ve verilen veri noktalarını kullanarak bu noktalardan geçen bir eğri denklemi bulabilmeli. 8) Sayısal integrasyon kavramını bilmeli ve verilen integral değerini farklı sayısal integral alma yöntemlerini kullanarak alabilmeli. 9) Sayısal olarak türev değerlerini hesaplayabilmeli, yüksek doğrulukta sayısal türev formüllerini kullanarak diferansiyel denklemlerin sayısal çözümlerini yapabilmeli.

2 Dersin İçeriği : Bu bağlamda öğrenciler, Hata analizi, fonksiyon köklerini bulma, doğrusal denklem sistemleri, eğri formülü türetebilme, interpolasyon teknikleri, Sayısal integrasyon, Adi diferansiyel denklemleri kavramlarını öğrenmiş ve mühendislik uygulamalarını yapabilir olacaktır. Ayrıca verileri bilimsel olarak sembollerle ifade ederek disiplinli ve bilimsel düşünebilmelerine yol açılacaktır Mühendisler için Sayısal Yöntemler Steven CHAPRA Ders Kitabı Applied Numerical Methods for Engineers and Scientists Singiresu S.RAO Diğer Kaynaklar Ödevler ve Projeler Bilgisayar Kullanımı Diğer Uygulamalar Başarı Değerlendirme Sistemi Öğrenciler ödevlerini bilgisayar kullanarak yapabilirler (zorunlu değil). Yarıyıl Değerlendirme Faaliyetler Taban Notu Adedi Değerlendirmedeki Katkısı, % Ara Sınav % Kısa Sınavlar Ödevler Projeler Dönem Ödevi/Projesi Laboratuar Uygulaması Diğer Uygulamalar Bitirme Sınavı % Bütünleme / NYS Tek Ders / Ek NYS % % 10%

3 Sayfa No Program Yeterlilikleri Fen ve Matematik problemlerini tanımlama, modelleme ve çözme becerisine sahiptir. Verileri çözümleme, deney yapma ve tasarlama, sonuçları yorumlama becerisine sahiptir. Fen ve Matematik alanındaki son gelişmeleri takip edebilecek şekilde alan bilgisine sahiptir. Dersin Katkı Düzeyi Mantıksal ve bilimsel düşünme becerisine sahiptir. Fen ve Matematik alanında edindiği kuramsal ve uygulamalı bilgileri eleştirisel bir yaklaşımla bilimsel yöntemlerle değerlendirir ve analiz eder; karşılaşılan problemlerin çözümü için araştırmalara dayalı öneri geliştirir. Alanındaki herhangi bir çalışmayı bağımsız olarak yürütür ve gerektiğinde bir ekip üyesi olarak sorumluluk alır. Fen ve Matematiği farklı disiplinlerle ilişkilendirebilir ve farklı disiplinlerdeki problemlerin Fen ve Matematiksel modellerini kurabilir. Alanı ile ilgili konularda gerektiğinde bilgi ve deneyimlerini, düşüncelerini çözüm önerilerini etik kurallar çerçevesinde yazılı ve sözlü olarak ifade eder. Katkı Düzeyi PROGRAM YETERLİLİKLERİ VE DERSİN ÖĞRENME KAZANIMLARI İLİŞKİSİ Çok Düşük Düşük Orta Yüksek SAYISAL YÖNTEMLER Çok Yüksek PY-1 PY-2 PY-3 PY-4 PY-5 PY-6 PY-7 PY-8 DK DK DK DK DK DK DK DK DK

4 HAFTALIK KONULAR Hafta 1 KONULAR Teorik MATLAB İLE PROGRAMLAMA Matlab ile programlamaya giriş Program arayüzünün tanıtılması Programlama dilinin ve komut yapısının tanıtılması Uygulama MATLAB TE PROGRAM HAZIRLANMASI Şartlı deyimler ve döngüler 2 Şartlı deyimler ve döngüler Alt Fonksiyonlar MATLAB İLE GRAFİK ÇİZİMLERİ VE DOĞRUSAL DENKLEMLER Grafik çizimleri 3 Doğrusal denklemlerin tanımlanması ve çözümleri Doğrusal denklemlerin tanımlanması ve çözümleri HATA ANALİZİ VE KÖK BULMA YÖNTEMLERİ Sayısal yöntemlere giriş, Yaklaşım ve yuvarlatma hataları 4 Kesme hataları ve Taylor Serisi Kesme hataları ve Taylor Serisi KÖK BULMA YÖNTEMLERİ İlkel yöntemler 5 Aralık yarılama yöntemi Newton-Raphson yöntemi Sekant yöntemi DOĞRUSAL DENKLEMLER Gauss-Jordan Yöntemi 6 LU ayrıştırması, Özel Matrisler ve Cholesky Ayrıştırması Gauss-Siedel Yöntemi BİR BOYUTLU KISITLAMASIZ OPTİMİZASYON Golden Bölme Algoritması 7 İkinci derece interpolasyon Newton Yöntemi 8 ARA SINAV ÇOK BOYUTLU KISITLAMASIZ OPTİMİZASYON Doğrudan yöntemler 9 Gradyen Yöntemler Gradyen Yöntemler KISITLAMALI OPTİMİZASYON Doğrudan Programlama 10 Doğrusal Olmayan Kısıtlamalı Optimizasyon Doğrusal Olmayan Kısıtlamalı Optimizasyon EĞRİ UYDURMA 11 En küçük kareler yöntemi, Doğrusal regresyon

5 Polinom regresyonu İNTERPOLASYON Newton un bölünmüş fark interpolasyon polinomları Lagrance interpolasyon polinomları, Kübik şerit interpolasyonu Uyguylama SAYISAL İNTEGRASYON Trapez Yöntemi Simpson Yöntemleri Simpson Yöntemleri İNTEGRASYON YÖNTEMLERİ Romberg İntegral Romberg İntegral Gauss kareleme SAYISAL TÜREV Yüksek doğrulukta diferansiyel formülleri Richardson ekstrapolasyonu Eşit aralıklı olmayan ayrık noktalarda sayısal türev AKTS / İŞ YÜKÜ TABLOSU FAALİYETLER SAYI SÜRE (SAAT) TAHMİN EDİLEN İŞ YÜKÜ (SAAT) Teorik Ders Uygulama Sınıf Dışı Ders Çalışma Süresi Ödevlerin Yapılması ve Rapor Olarak Teslimi Dönem Projesi Proje Sunumu Kısa Sınav (Quiz) Ara Sınav Ara Sınav İçin Bireysel Çalışma Final Sınavı Final Sınavı İçin Bireysel Çalışma TOPLAM İŞ YÜKÜ 104 DERSİN AKTS KREDİSİ Toplam İş Yükü / 30 = 104 / 30 = 3,46 3 Kredi