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Moderne Methoden der numerischen linearen Algebra (Junk / Rutka)

Thema der Vorlesung ist die effiziente Lösung großer linearer Gleichungssysteme. Solche Systeme entstehen zum Beispiel im Zusammenhang mit numerischen Methoden für gewöhnliche und partielle Differentialgleichungen, oder bei der Lösung von nichtlinearen Gleichungssystemen und Optimierungsproblemen etwa als Teilschritt des Newton-Algorithmus. In der Vorlesung werden direkte Verfahren behandelt (Gauß-Elimination, Cholesky-Zerlegung etc.), der Schwerpunkt liegt aber auf iterativen Ansätzen, insbesondere Krylov-Unterraum Methoden und Mehrgitterverfahren.
Die Vorlesung richtet sich an Studenten ab Semester 4.
Voraussetzungen: A I - A III, B I, B II, Numerisches Praktikum


Zeit & Raum: Vorlesung: Do: 10.00-12.00, Übung: Do: 12.00-13.00, V 203



Übungsblätter:

Blatt 1, Blatt 2, Blatt 3, Blatt 4, Blatt 5, Blatt 6, Blatt 7, Blatt 8, Blatt 9, Blatt 10, Blatt 11, Blatt 12, Blatt 13,

Eingabe Dateien, Programme und Lösungen:

Blatt 1:

experimental_result.dat
Lösung zur Aufgabe 1: Programm für 1-D Splines
Lösungsvorschläge zur Aufgabe 2: Programme für 2-D Splines
(Vergleichen Sie splines2.m -> splines2a.m -> splines2b.m -> splines2c.m -> weitere Verbesserungen?)
Lösung zur Aufgabe 3: Programm für Integralgleichung

Blatt 2:

ABeispiel.mat (Matlab 7 kompatibel) , ABeispiel_M6.mat (Matlab 6 kompatibel)

Blatt 3:


kanten1.mat (Matlab 7 kompatibel) kanten1_M6.mat (Matlab 6 kompatibel)
kanten2.mat (Matlab 7 kompatibel) kanten2_M6.mat (Matlab 6 kompatibel)

"Kantenbilder":
traktor_edges.jpg bank_edges.jpg
Originalbilder:
traktor_orig.jpg bank_orig.jpg

Lösung zur Aufgabe 2 , Lösung zur Aufgabe 3

Blatt 4:

SparseMatrixExample.m
Lösung zur Aufgabe 1 , Lösung zur Aufgabe 2

Blatt 5:

Lösung

Blatt 6:

Lösung zu den Aufgaben 1 & 2, Lösung zur Aufgabe 3
Gitter.jpg Flaeche.jpg
Gitter Approximation der Minimalfläche

Blatt 7:

Lösung zur Aufgabe 1, Lösung zur Aufgabe 2

Blatt 8:

Lösung zur Aufgabe 1, Lösung zur Aufgabe 2

Blatt 9:

Lösung zur Aufgabe 1
Verbessertes Gitter:
GridImprove.jpg
CG Iterationen:
n=0Grid0.jpg n=3Grid3.jpg
n=15Grid15.jpg n=25Grid25.jpg
n=50Grid50.jpg

Lösung zur Aufgabe 2

Blatt 10:

Lösung

Blatt 11:

Matlab Programme zum Buch "Numerik linearer Gleichungssysteme" (Prof. Dr. Andreas Meister, Uni Kassel)
Lösung zur Aufgabe 1, Lösung zur Aufgabe 2

Blatt 12:

Lösung zur Aufgabe 2

Blatt 13:

homog_U.dat, homog_V.dat
rigid_rot_U.dat, rigid_rot_V.dat
rotate_U.dat, rotate_V.dat

Lösung zur Aufgabe 2