Numerická matematika

Numerická matematika (také výpočtová nebo výpočetní matematika) se zabývá řešením matematicky formulovaných problémů pro konkrétní číselné hodnoty, v současnosti především s využitím počítačů, a tvoří jeden z mostů mezi teorií a praxí matematiky. Triviálním příkladem numerického výpočtu je 2 + 3 = 5, složitější příklady zahrnují iteraci, metodu konečných prvků či aproximaci derivace a integrálu.

Ve skutečnosti lze jen málo problémů vzniklých matematizací reálných situací vyřešit přesně i tehdy, jsou-li přesně zadána vstupní data, což také často není splněno. Pak je třeba sáhnout k numerické matematice (o to větší význam pak má přesné řešení nějakého problému v dostatečné obecnosti). +more Z tohoto důvodu jsou směry výzkumu numerické matematiky určovány potřebami fyziky, chemie a ostatních exaktních vědních oborů.

Fundamentální pojmy numerické matematiky jsou Numerická metoda, Konvergence numerické metody a Stabilita numerické metody.

Metody numerické matematiky

Numerická matematika zahrnuje následující oblasti a metody:

* Numerické řešení soustav lineárních rovnic - řešení soustavy rovnic A x = b ** Gaussova eliminační metoda ** Choleského dekompozice * Interpolace a aproximace - výpočet funkční hodnoty f(x) na základě znalosti funkčních hodnot v okolí x ** Metoda nejmenších čtverců * Numerická derivace - výpočet derivace (respektive gradientu) f'(x) na základě znalosti hodnot f(x) * Numerická integrace - výpočet určitého integrálu ∫f(x) dx * Numerická kvadratura a kubatura * Numerické řešení soustav nelineárních rovnic - řešení soustavy rovnic F(x) = 0 ** Metoda tečen ** Metoda sečen * Numerická optimalizace - řešení soustavy rovnic F(x) → min ** Metoda zlatého řezu ** Metoda největšího spádu * Numerické řešení obyčejných diferenciálních rovnic - viz obyčejná diferenciální rovnice ** Eulerova metoda * Numerické řešení parciálních diferenciálních rovnic - viz parciální diferenciální rovnice

Odkazy

Literatura

Externí odkazy

Numerické metody a algoritmy (VŠCHT): http://vydavatelstvi.vscht.cz/knihy/uid_isbn-80-7080-558-7/pages-img/