TMA4320 Introduksjon til vitenskapelige beregninger, vår 2025

Beskjeder

  • 28.05. Vi holder på med rettingen av eksamensbesvarelsene, men vi har alt lagt ut LF inklusive poengfordelingen, se nedenfor under "Eksamen og vurdering".
  • 18.05. Mer informasjon angående examen og programmeringsoppsettet vi kommer til å bruke under eksamen finner dere her på mattelab forumet
  • 24.04. Videoopptaket fra repetisjonsforelesningen er tilgjengelig nå på panopto.
  • 24.04. Ekstraøvingstimer med eksamensrelevante oppgaver gjennomføres på fredag 25.04. kl 12-14 og tirsdag, 29.04, kl. 14-16 og onsdag, 30.04, kl. 12-14, i forelesningsal S8 (SB II). Øvingen tas ikke opp på video, men oppgavene som skal ses på er tatt fra eksamenene fra 2022, se wikisiden vår med tidligere eksamensoppgaver
  • 11.04. Ingen øvingstime i dag (11.04).
  • 01.04. Innleveringsfristen for prosjekt 3 er utsatt til tirsdag 8. April.
  • 29.03. Oppgave 5.1 om utledning av orderbetingelsene har blitt fjernet fra prosjekt 3, se tilsvarende melding/epost på/fra Blackboard.
  • 21.03. Resultater fra prosjekt 2 ligger på Blackboard under "Arbeidskrav".
  • 18.03. Prosjekt 3 presenteres fredag 21.03 kl 14.15 i S8.
  • 11.03. De neste 2 ukene skal vi diskutere den diskrete fouriertransformen og dens anvendelser. For å stille optimalt forberedt til denne delen, anbefaler vi å gå gjennom pensumet relatert til Fourierrekker og Fouriertransformen fra Matte 4K, tilsvarende uke 35-39. Alternativt kan dere også kikke gjennom mine håndskrevne notater fra Matte 4N: fourierseries_hwn.pdf og fouriertransform_hwn.pdf
  • 06.03. Prosjekt 2: Liten oppklaring om strømbevaring i 2m) og notasjonen i 2h).
  • 28.02. Prosjekt 2: Noen oppklaringer i oppgave 2
  • 24.02. Resultater fra prosjekt 1 ligger på Blackboard under "Arbeidskrav".
  • 20.02. Det er lov å bytte gruppe for prosjekt 2, eget ansvar å avklare dette med tidligere gruppe. Innlevering i Inspera åpner 3. Mars, og da må alle knytte seg til grupper, også om gruppa er lik.
  • 14.02. Øving for uke 7 og 8 består av oppgaver i "Numerical solution of ordinary differential equations" kapittelet i forelesningsnotatene.
  • 06.02. Slides fra presentasjonen av prosjekt 1 er tilgjengelig under "Øvinger og prosjekter".
  • 05.02. Prosjekt 1 er nå åpen i Inspera. Innlevering skjer anonymt, så for å forbli anonyme ikke skriv navn i innleveringen. Se følgende for informasjon om gruppeinnlevering: https://i.ntnu.no/wiki/-/wiki/Norsk/Gruppeinnlevering+i+Inspera+-+for+studenter. Husk å knytte alle til gruppa før dere leverer, og ikke vent til siste frist med å opprette gruppene.
  • 27.01. Video opptaket av prosjektpresentasjonen og git tutorialen er tilgjengelig og kan finnes ved å følge "Panopto" lenken i venstre menyen på BB siden vår
  • 24.01. Prosjekt 1 er nå tilgjengelig under "Øvinger og prosjekter". Her finner dere også tidspunkter for øvingstimer.
  • 22.01. Prosjekt 1 vil bli presentert i øvingstimen 24.01 kl 14:15-16:00 i forelesningssalen S8 Sentralbygg 2
  • 20.01. Vi har endret til at prosjektgruppene skal bestå av 3-4 medlemmer. Prosjekt 1 blir presentert i øvingstimen på fredag, i rom S8.
  • 13.01. Prosjektene skal gjennomføres i grupper på 3, som dere danner selv. Bruk gjerne forumet for å finne gruppemedlem(er) https://mattelab2025v.math.ntnu.no/t/finn-gruppe-til-prosjekter-her/87.
  • 07.01. Tidskritiske beskjeder legges ut på Blackboard siden vår og sendes i tillegg som epost, så gjerne vær på utkikk etter eposter med nøkkelordet TMA4320 i emne-feltet.

Forelesninger og øvinger

Forelesninger

Forelesningene vil ikke bli filmet.

Øvingsveiledning (mellom prosjektene)

Det settes opp flere veiledningstimer i prosjektperiodene.

Øvinger og prosjekter

  • Det vil bli gitt 4-5 øvinger, disse er ikke obligatoriske, men utgjør en del av pensum.
    Det blir gitt ut løsningsforslag til noen av oppgavene i hvert øvingssett, men ikke til alle.
  • Det vil bli gitt 3 prosjekter, hver teller opp til 15% av endelig karakter, totalt 45%.
    Disse gjennomføres som gruppearbeid, i grupper på opp til tre studenter.
    NB! Prosjekter fra tidligere år teller ikke, disse må gjøres på nytt!
  • Se dedikert side for øvinger og prosjekter for mer informasjon.

Foreleser

NB! Gjern bruk TMA4320 i emnefeltet i epost.

Øvingslærere

Diskusjonsforum

Det er opprettet et diskusjonsforum for emnet| (se eget punkt i menyen). Dette er ikke en erstatning for veiledningstimene. Gode diskusjoner i dette faget krever tilgang til tavle og kritt, alternativt penn og papir, og eventuelt en datamaskin. Med andre ord: personlig oppmøte.

Undervisningsmateriale

  • Vi kommer ikke til å bruke noen spesiell lærebok. Notater vil bli gjort tilgjengelig etterhvert.
  • Om du finner notatene utilstrekkelige fins det en mengde mer eller mindre avanserte bøker som dekker emnene i dette kurset. Søk på "Numerical analysis" eller "Numerical Methods". Følgende to bøker kan anbefales:
  • Læringsmål: finnes her

Programvare

Python og Jupyter

Python brukes som programmeringsspråk. En god del av undervisningsmaterialet deles ut i form av Jupyternotater, gjern ta med PC-en til forelesningen, det vil hende at vi kjører noen eksempler sammen i timen, så sørg for at Python/Jupyter oppsettet ditt er klart:

  • Foretrekker du å ha all programvaren installert lokalt på din PC så anbefaler vi å installere Anaconda.
  • Alternativt kan du også bruke NTNU sin JupyterHub sky
  • Google colab er også en populær skybasert jupyter lignende løsning for koding i Python

Trenger du å friske opp Python kunnskapen din, ta en titt på følgende nettsider

Det mest essensielle Python modulene vi kommer til å bruke er

  • NumPy for å jobbe med vektorer, matriser og gjenerelle tensorer
  • SciPy, for vitenskapelige beregninger
  • Matplotlib, for visualisering av vitenskapelig data
  • Sympy, for symbolske beregninger
  • Pandas for data analyse

Ta en titt på deres offisielle nettsider eller tilsvarende avsnitt i tutorialene ovenfra.

Git

Utviklings/redigeringsverktøy for Python

Det finnes en haug med profesjonelle utviklingsverktøy for Python og dere har sikkert alt noen preferanser. Hvis ikke er det verdt å ta en titt på

  • Jupyterlab som er det neste generasjonens grensesnitt for Jupyter notatbøker og følger helt automatisk med en enhver Jupyter installasjon
  • Visual Studio Code som tilbyr omfattende funksjonalitet for utvikling av Python kode inklusive innebygde bruk/redigering av Jupyter notatbøker, debugging, og AI-baserte utviklingsverktøy som copilot

Pensum

Pensum består av alle notatene som er lagt ut, og av øvingene med løsningsforslag.

Tips til forberedelse til eksamen

  • Les pensum og gjør øvinger + gamle eksamensoppgaver.
  • Eksamensoppgavene fra 2023 og 2022 som behandler stoff interpolasjon/kvadratur/numeriske metoder for ODE-er er ganske representative.
  • Gjør i alle fall noen av programmeringsøvingene uten å se på løsningsforslaget. Dere vil bli testet i programmering på eksamen.
  • Tabellen over ordensbetingelser for Runge-Kutta-metoder vil bli lagt ved som et formelark. Ikke noe annet.

Eksamen og vurdering

  • 4 timers eksamen (INSPERA)
  • Eksamen teller 55% av karakteren, prosjektdelen 45%. Begge deler Eksamen må være bestått for at kurset som helhet skal bli bestått. De to bokstavkarakterene (for prosjektdelen og for eksamen) legges hver for seg inn i Inspera, som selv regner ut snittet.
  • Hjelpemidler til eksamen (Endret 02.05.)
    • E: Ingen hjelpemidler tillatt.
  • Eksamen vil foregå i NTNUs eksamenslokaler på Sluppen, og dere vil bruke stasjonære PC-er med nødvendig programvare der. Dere skal altså ikke ta med egen PC. Husk å sjekke rom og sted dagen før eksamen, siden oppgitt rom kan endres og endelig plassering vil være klar senest 3 dager før eksamen. Du finner din romplassering på Studentweb.
  • Det blir satt opp en Jupyterhub for programmeringsoppgaven. Programmeringsoppgaven(e) vil bli gitt i form av et Jupyternotat. For mer informasjon rundt de pratiske, se denne tråden på mattelab.
  • Løsningsforeslaget inklusive en detaljert poengfordeling: TMA4320_2025-21-05_exam_solution.pdf
2025-05-28, André Jürgen Massing