Elementtimenetelmä
Harjoitus 6.
1. Olkoon vk:t kuten
luentomonisteen sivulla 14 ja olkoon xk =
kh. Laske massamatriisi tässä tapauksessa. Entä mikä
matriisiksi tulee jos xk:t eivät ole
tasavälein?
2. Tarkastellaan ominaisarvotehtävää
a) Laske ominaisarvot ja -funktiot
b) Muodosta jäykkyys- ja massamatriisit R ja M
käyttäen vk:ta tasavälisessä tapauksessa
kuten edellisessä tehtävässä.
c) Analysoi MATLABilla matriisien R ja M
ominaisarvoja (komento eig). Matriisien muodostamisessa
komento toeplitz on hyödyllinen. Kokeile eri n:n
arvoja. Täyttääkö spektrit koko Gershgorinin lauseen salliman
alueen?
d) Vertaa R:n spektriä alkuperäisen tehtävän spektriin.
e) Jos ominaisarvotehtävä muotoillaan variaatiotehtävänä niin
päädytään yleistettyyn ominaisarvotehtävään
Tämänkin voidaan laskea MATLABilla komennolla eig. Vertaa
oikeaan tulokseen kuten d)-kohdassa.
f) Pohdi miksi tehtävää (*) ei kannata palauttaa perustehtäväksi
3. Tarkastellaan tehtävää
a) Mikä on tarkka ratkaisu? Ratkeaa myös Maplella
b) Ratkaise tehtävä numeerisesti MATLABilla käyttäen edelleen
paloittain lineaarisia kantafunktioita; tutki virhettä numeerisesti
eri h:n arvoilla (h,h/2,h/4,¼) käyttäen maksimi-, L2- ja
H1-normia.