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MN PérezVillacorte Carol P1 P1

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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADAS

CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL R

MÉTODOS NUMÉRICOS

PRUEBA No. 1

DOCENTE: Ing. Diego Andrade MSc.

ESTUDIANTE:

• Carol Mishell Pérez Villacorte

SEMESTRE: Cuarto PARALELO: 1

FECHA DE REALIZACIÓN: 08/09/2021

FECHA DE ENTREGA: 08/09/2021


La siguiente expresión se utiliza para obtener el nivel de oxígeno C, en un rio, aguas
debajo de la descarga de un drenaje:
𝑪 = 𝟏𝟎 − 𝟐𝟎(𝒆−𝟎.𝟏𝟓𝒙 − 𝒆−𝟎.𝟓𝒙 )
La distancia x para el nivel de oxígeno (C=5) es de 0.976229831
Utilice los métodos de bisección o newton.

MÉTODO DE BISECCIÓN
Grafica

Tabla de Valores
f(x)=5-20 (ℯ ^ (-0.15 x)-ℯ ^ (-0.5 x))
x f(x)
0 5,0000
1 -0,0835
2 -2,4588
3 -3,2900
4 -3,2695
5 -2,8056
6 -2,1357
7 -1,3948
8 -0,6576
9 0,0374
10 0,6722
Tabla de datos
Intervalo (0 a 1)
Función f(x)=5-20 (ℯ^ (-0.15 x)-ℯ^ (-0.5 x))
a f(a) b f(b) C = (a + b) f(c) Longitud del
/2 Intervalo

0,000000 5,0000 1,000000 -0,0835 0,500000 2,0211 1,0000000


0,500000 2,0211 1,000000 -0,0835 0,750000 0,8738 0,5000000
0,750000 0,8738 1,000000 -0,0835 0,875000 0,3730 0,2500000
0,875000 0,3730 1,000000 -0,0835 0,937500 0,1394 0,1250000
0,937500 0,1394 1,000000 -0,0835 0,968750 0,0266 0,0625000
0,968750 0,0266 1,000000 -0,0835 0,984375 -0,0288 0,0312500
0,968750 0,0266 0,984375 -0,0288 0,976563 -0,0012 0,0156250
0,968750 0,0266 0,976563 -0,0012 0,972656 0,0127 0,0078125
0,972656 0,0127 0,976563 -0,0012 0,974609 0,0058 0,0039063
0,974609 0,0058 0,976563 -0,0012 0,975586 0,0023 0,0019531
0,975586 0,0023 0,976563 -0,0012 0,976074 0,0006 0,0009766
0,976074 0,0006 0,976563 -0,0012 0,976318 -0,0003 0,0004883
0,976074 0,0006 0,976318 -0,0003 0,976196 0,0001 0,0002441
0,976196 0,0001 0,976318 -0,0003 0,976257 -0,0001 0,0001221
0,976196 0,0001 0,976257 -0,0001 0,976227 0,0000 0,0000610
0,976227 0,0000 0,976257 -0,0001 0,976242 0,0000 0,0000305
0,976227 0,0000 0,976242 0,0000 0,976234 0,0000 0,0000153
0,976227 0,0000 0,976234 0,0000 0,976231 0,0000 0,0000076
0,976227 0,0000 0,976231 0,0000 0,976229 0,0000 0,0000038
0,976229 0,0000 0,976231 0,0000 0,976230 0,0000 0,0000019
0,976230 0,0000 0,976231 0,0000 0,976230 0,0000 0,0000010
0,976230 0,0000 0,976230 0,0000 0,976230 0,0000 0,0000005
0,976230 0,0000 0,976230 0,0000 0,976230 0,0000 0,0000002
0,976230 0,0000 0,976230 0,0000 0,976230 0,0000 0,0000001

CALCULOS TÍPICOS
Tabla de valores
5 = 10 − 20(𝑒 −0.15𝑥 − 𝑒 −0.5𝑥 )
0 = 5 − 20(𝑒 −0.15𝑥 − 𝑒 −0.5𝑥 )
𝑓(𝑥) = 5 − 20(𝑒 −0.15𝑥 − 𝑒 −0.5𝑥 )
𝒙=𝟎
𝑓(0) = 5 − 20(𝑒 −0.15(0) − 𝑒 −0.5(0) )
𝑓(0) = 5.0000
𝒙 = 𝟏𝟎
𝑓(10) = 5 − 20(𝑒 −0.15(10) − 𝑒 −0.5(10) )
𝑓(10) = 0.6722

Cálculos típicos de la tabla de datos


Intervalo 0 a 1
𝑎=0 𝑓(0) = 5 − 20(𝑒 −0.15(0) − 𝑒 −0.5(0) )
𝑓(0) = 5

𝑏=1 𝑓(1) = 5 − 20(𝑒 −0.15(1) − 𝑒 −0.5(1) )


𝑓(1) = −0.0835

𝑎+𝑏 0+1
𝑐= → 𝑐=
2 2
𝑐 = 0.5
Punto medio
𝑐 = 0.5
𝑓(0.5) = 5 − 20(𝑒 −0.15(0.5) − 𝑒 −0.5(0.5) )
𝑓(0.5) = 2.021146
Longitud intervalo
|𝑎 − 𝑏| = |0 − 1| = 1
𝒇(𝒙) = 𝒆𝒙 𝐬𝐢𝐧(𝒙) − 𝒙𝟐
Por cualquiera de los falsa posición o secante

MÉTODO DE FALSA POSICION


Grafica

Tabla de Valores

f(x)= ℯ ^ (x) sen(x) - x^ (2)


x f(x)
-4 -15,9861
-3 -9,0070
-2 -4,1231
-1 -1,3096
0 0,0000
1 1,2874
2 2,7188
3 -6,1655
4 -57,3200
5 -167,3170
6 -148,7243
7 671,4733
8 2885,2354
9 3258,4307

Tabla de Datos
Intervalo (2 a 3)
función f(x)= ℯ ^ (x) sen(x) - x^ (2)
a f(a) b f(b) c=a(f(b))-b(f(a))/f(b)-f(a) f(c) |Ci+1-Ci|
2,000000 2,7188 3,000000 -6,1655 2,306026 2,1246 0,6939741
2,306026 2,1246 3,000000 -6,1655 2,483877 1,1585 0,5161234
2,483877 1,1585 3,000000 -6,1655 2,565518 0,5037 0,4344819
2,565518 0,5037 3,000000 -6,1655 2,598334 0,1969 0,4016662
2,598334 0,1969 3,000000 -6,1655 2,610762 0,0737 0,3892380
2,610762 0,0737 3,000000 -6,1655 2,615359 0,0271 0,3846409
2,615359 0,0271 3,000000 -6,1655 2,617044 0,0099 0,3829557
2,617044 0,0099 3,000000 -6,1655 2,617660 0,0036 0,3823398
2,617660 0,0036 3,000000 -6,1655 2,617885 0,0013 0,3821151
2,617885 0,0013 3,000000 -6,1655 2,617967 0,0005 0,3820331
2,617967 0,0005 3,000000 -6,1655 2,617997 0,0002 0,3820032
2,617997 0,0002 3,000000 -6,1655 2,618008 0,0001 0,3819923
2,618008 0,0001 3,000000 -6,1655 2,618012 0,0000 0,3819883
2,618012 0,0000 3,000000 -6,1655 2,618013 0,0000 0,3819869
2,618013 0,0000 3,000000 -6,1655 2,618014 0,0000 0,3819863
2,618014 0,0000 3,000000 -6,1655 2,618014 0,0000 0,3819862
2,618014 0,0000 3,000000 -6,1655 2,618014 0,0000 0,3819861

CALCULOS TÍPICOS
Tabla de valores
𝒇(𝒙) = 𝒆𝒙 𝐬𝐢𝐧(𝒙) − 𝒙𝟐

𝒙 = −𝟒
𝒇(−𝟒) = 𝒆−𝟒 𝐬𝐢𝐧(−𝟒) − (−𝟒)𝟐
𝑓(−4) = −15.9861
𝒙=𝟗
𝒇(𝟗) = 𝒆𝟗 𝐬𝐢𝐧(𝟗) − (𝟗)𝟐
𝑓(9) = 3258.4307

Cálculos típicos de la tabla de datos


Intervalo 2 a 3
𝑎=2 𝒇(𝟐) = 𝒆𝟐 𝐬𝐢𝐧(𝟐) − (𝟐)𝟐

𝑓(2) = 2.718850

𝑏=3 𝒇(𝟑) = 𝒆𝟑 𝐬𝐢𝐧(𝟑) − (𝟑)𝟐

𝑓(1) = −6.165529

𝑎 ∗ 𝑓(𝑏) − 𝑏 ∗ 𝑓(𝑎) 2 ∗ 𝑓(−6.165529) − 3 ∗ 𝑓(2.718850)


𝑐= → 𝑐=
𝑓(𝑏) − 𝑓(𝑎) 𝑓(−6.165529) − 𝑓(2.718850)
𝑐 = 2.306026
Punto medio
𝑐 = 2.306026
𝒇(𝟐. 𝟑𝟎𝟔𝟎𝟐𝟔) = 𝒆𝟐.𝟑𝟎𝟔𝟎𝟐𝟔 𝐬𝐢𝐧(𝟐. 𝟑𝟎𝟔𝟎𝟐𝟔) − (𝟐. 𝟑𝟎𝟔𝟎𝟐𝟔)𝟐
𝑓(2.306026) = 2.124576
Longitud intervalo
|𝑐 − 𝑏| = |2.306026 − 3| = 0.6939741
El desplazamiento de una estructura esta definido mediante la siguiente ecuación,
para una oscilación amortiguada:
𝒀 = 𝟗𝒆−𝒌𝑻 𝐜𝐨𝐬(𝒘𝑻) + 𝟐 Donde k = 0.9 y w = 2
Calcular el tiempo T necesario para que se tenga un desplazamiento de Y = 3.0
Utilice los métodos de bisección o secante

MÉTODO DE BISECCIÓN
Grafica

Tabla de valores
f(T)=9 ℯ ^ (-0.9 T) cos (2 T)-1
x f(x)
-4 -48,9254
-3,5 157,3380
-3 127,5837
-2,5 23,2218
-2 -36,5888
-1,5 -35,3694
-1 -10,2120
-0,5 6,6263
0 8,0000
0,5 2,1006
1 -2,5227
1,5 -3,3098
2 -1,9724
Tabla de datos
Intervalo (-2,5 a -2)
función f(T)=9 ℯ^ (-0.9 T) cos (2 T)-1
a f(a) b f(b) C = (a + b) f(c) Longitud del
/2 Intervalo

-2,500000 23,2218 -2,000000 -36,5888 -2,250000 -15,3731 0,5000000


-2,500000 23,2218 -2,250000 -15,3731 -2,375000 1,8692 0,2500000
-2,375000 1,8692 -2,250000 -15,3731 -2,312500 -7,2954 0,1250000
-2,375000 1,8692 -2,312500 -7,2954 -2,343750 -2,8463 0,0625000
-2,375000 1,8692 -2,343750 -2,8463 -2,359375 -0,5214 0,0312500
-2,375000 1,8692 -2,359375 -0,5214 -2,367188 0,6657 0,0156250
-2,367188 0,6657 -2,359375 -0,5214 -2,363281 0,0701 0,0078125
-2,363281 0,0701 -2,359375 -0,5214 -2,361328 -0,2262 0,0039063
-2,363281 0,0701 -2,361328 -0,2262 -2,362305 -0,0782 0,0019531
-2,363281 0,0701 -2,362305 -0,0782 -2,362793 -0,0041 0,0009766
-2,363281 0,0701 -2,362793 -0,0041 -2,363037 0,0330 0,0004883
-2,363037 0,0330 -2,362793 -0,0041 -2,362915 0,0145 0,0002441
-2,362915 0,0145 -2,362793 -0,0041 -2,362854 0,0052 0,0001221
-2,362854 0,0052 -2,362793 -0,0041 -2,362823 0,0006 0,0000610
-2,362823 0,0006 -2,362793 -0,0041 -2,362808 -0,0017 0,0000305
-2,362823 0,0006 -2,362808 -0,0017 -2,362816 -0,0006 0,0000153
-2,362823 0,0006 -2,362816 -0,0006 -2,362820 0,0000 0,0000076
-2,362820 0,0000 -2,362816 -0,0006 -2,362818 -0,0003 0,0000038
-2,362820 0,0000 -2,362818 -0,0003 -2,362819 -0,0001 0,0000019
-2,362820 0,0000 -2,362819 -0,0001 -2,362819 -0,0001 0,0000010
-2,362820 0,0000 -2,362819 -0,0001 -2,362819 0,0000 0,0000005
-2,362820 0,0000 -2,362819 0,0000 -2,362820 0,0000 0,0000002
-2,362820 0,0000 -2,362820 0,0000 -2,362820 0,0000 0,0000001
-2,362820 0,0000 -2,362820 0,0000 -2,362820 0,0000 0,0000001

CÁLCULOS TÍPICOS

𝑌 = 9𝑒 −𝑘𝑇 cos(𝑤𝑇) + 2
3 = 9𝑒 −0.9𝑇 cos(2𝑇) + 2
0 = 9𝑒 −0.9𝑇 cos(2𝑇) − 1
𝑓(𝑇) = 9𝑒 −0.9𝑇 cos(2𝑇) − 1

Cálculos típicos
𝑓(𝑇) = 9𝑒 −0.9𝑇 cos(2𝑇) − 1
𝑻 = −𝟒
𝑓(−4) = 9𝑒 −0.9(−4) cos(2(−4)) − 1
𝑓(−4) = −48.9254
𝑻=𝟐

𝑓(2) = 9𝑒 −0.9(2) cos(2(2)) − 1


𝑓(2) = −1.9724

Cálculos típicos de la tabla de datos


Intervalo -2.5 a -2
𝑎 = −2.5 𝑓(−2.5) = 9𝑒 −0.9(−2.5) cos(2(−2.5)) − 1

𝑓(−2.5) = 23.2218

𝑏 = −2 𝑓(−2) = 9𝑒 −0.9(−2) cos(2(−2)) − 1

𝑓(−2) = −36.5888

𝑎+𝑏 −2.5 − 2
𝑐= → 𝑐=
2 2
𝑐 = −2.25
Punto medio
𝑐 = −2.25
𝑓(−2.25) = 9𝑒 −0.9(−2.25) cos(2(−2.25)) − 1

𝑓(−2.25) = −15.3731
Longitud intervalo
|𝑎 − 𝑏| = |−2.5 + 2| = 0.5

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