ECTS - Numerical Analysis I
Numerical Analysis I (MATH521) Course Detail
Course Name | Course Code | Season | Lecture Hours | Application Hours | Lab Hours | Credit | ECTS |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Numerical Analysis I | MATH521 | Area Elective | 3 | 0 | 0 | 3 | 5 |
Pre-requisite Course(s) |
---|
N/A |
Course Language | English |
---|---|
Course Type | Elective Courses |
Course Level | Ph.D. |
Mode of Delivery | Face To Face |
Learning and Teaching Strategies | Lecture, Discussion, Question and Answer, Problem Solving. |
Course Lecturer(s) |
|
Course Objectives | This course is designed to give the expertise necessary to understand, construct and use computational methods for the numerical solution of linear algebra problems. The emphasis is on derivation and analysis of iterative methods for linear algebra problems as well as condition number, convergence, stability of algorithms and the criteria for choosing the best algorithm for the problem under consideration. |
Course Learning Outcomes |
The students who succeeded in this course;
|
Course Content | Matrix and vector norms, error analysis, solution of linear systems: Gaussian elimination and LU decomposition, condition number, stability analysis and computational complexity; least square problems: singular value decomposition, QR algorithm, stability analysis; matrix eigenvalue problems; iterative methods for solving linear systems: Jacobi, Ga |
Weekly Subjects and Releated Preparation Studies
Week | Subjects | Preparation |
---|---|---|
1 | Matrix and vector norms | Atkinson- Sec. 7.3, Kress- Sec. 3.4 |
2 | Error analysis: Absolute and relative error, floating point, round-off errors | Atkinson-Sec.1.2-1.5 |
3 | Solutions of linear systems: Gaussian elimination, pivoting and scaling | Atkinson-Sec. 8.1,8.2 Kress-Sec. 2.2 |
4 | LU decomposition | Kress-Sec. 2.3,2.4 |
5 | Condition numbers, stability, computational complexity | Kress- Sec. 5.1 |
6 | QR factorization: Householder transformation, Gram-Schmidt orthogonalization, Givens rotations | Atkinson-Sec. 9.3, 9.5 |
7 | Least square problems: Singular value decomposition | Atkinson-Sec. 9.7 Kress-Sec. 5.2 |
8 | Midterm Exam | |
9 | Matrix eigenvalue problems: Estimates for eigenvalues, Jacobi method | Atkinson-Sec. 9.1 Kress-Sec. 7.2,7.3 |
10 | QR algorithm, Hessenberg Matrices | Kress-Sec. 7.4,7.5 |
11 | Schur factorization, Power method, | Atkinson-Sec. 9.2, 9.6 |
12 | Inverse Power method | Atkinson-Sec. 9.2, 9.6 |
13 | Iterative methods for linear systems: Jacobi Method Gauss-Seidel Method | Kress-Sec. 4.1 |
14 | Relaxation Methods | Kress-Sec. 4.2 |
15 | Conjugate gradient type methods | Atkinson-Sec. 8.9 |
16 | Final Exam |
Sources
Course Book | 1. R. Kress, “Numerical Analysis: v. 181 (Graduate Texts in Mathematics)”, Kindle Edition, Springer, 1998. |
---|---|
2. K. E. Atkinson, “An Introduction to Numerical Analysis”, 2nd edition, John Wiley and Sons, 1989 | |
Other Sources | 3. G. H. Golub, C.F. Van Loan, “Matrix Computations”, North Oxford Academic, 1983. |
4. R. L. Burden, R.J. Faires, “Numerical Analysis”, 9th edition, Brooks/ Cole, 2011. |
Evaluation System
Requirements | Number | Percentage of Grade |
---|---|---|
Attendance/Participation | - | - |
Laboratory | - | - |
Application | - | - |
Field Work | - | - |
Special Course Internship | - | - |
Quizzes/Studio Critics | - | - |
Homework Assignments | 5 | 30 |
Presentation | - | - |
Project | - | - |
Report | - | - |
Seminar | - | - |
Midterms Exams/Midterms Jury | 1 | 30 |
Final Exam/Final Jury | 1 | 40 |
Toplam | 7 | 100 |
Percentage of Semester Work | 60 |
---|---|
Percentage of Final Work | 40 |
Total | 100 |
Course Category
Core Courses | X |
---|---|
Major Area Courses | |
Supportive Courses | |
Media and Managment Skills Courses | |
Transferable Skill Courses |
The Relation Between Course Learning Competencies and Program Qualifications
# | Program Qualifications / Competencies | Level of Contribution | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
1 | Alanında, bağımsız olarak, bir problem kurgulayabilir, çözüm yöntemi geliştirerek problemi çözebilir ve sonuçları değerlendirebilir | X | ||||
2 | Matematiğin temel alanlarında ve kendi uzmanlığı olarak seçtiği alanda gerekli alt yapıyı oluşturur. | X | ||||
3 | Matematik literatürünü ve özel olarak kendi araştırma konusu ile ilgili ulusal ve uluslararası güncel yayınları takip edebilir ve bunlardan kendi araştırma konusu ile ilgili olanları çalışmalarında kullanabilir | X | ||||
4 | Bilimsel etik değerleri ve kuralları dikkate alır ve mesleki ve toplumsal yaşamda kullanabilir | X | ||||
5 | Kendi çalışmalarının sonuçlarını veya belli bir konudaki güncel çalışmaları ve bulguları, çeşitli bilimsel toplantılarda topluluk önünde Türkçe ve İngilizce olarak sunabilir ve tartışmalara katılabilir. | X | ||||
6 | Gerek bireysel, gerek bir çalışma grubunun üyesi olarak çalışabilme becerisini geliştirir | X | ||||
7 | Yaratıcı ve eleştirel düşünme, problem çözme, özgün bir çalışma üretme becerisini geliştirir. Bilimsel gelişmeleri takip eder, özümsediği bilgilerin analiz, sentez ve değerlendirmesini yapabilir. | X | ||||
8 | Kazandığı bilgi, beceri ve yetkinlikleri yaşam boyu geliştirmeye açık olur. | X | ||||
9 | Alanında özümsediği bilgiyi ve problem çözme yeteneğini disiplinler arası çalışmalarda uygulayabilir; karşılaşılan problemleri matematiksel modellerle ifade ederek, matematiksel bakış açısı ile farklı çözüm yöntemleri önerir. | X | ||||
10 | Matematik temelli yazılımları, bilişim ve iletişim teknolojilerini bilimsel amaçlı kullanabilir. | X |
ECTS/Workload Table
Activities | Number | Duration (Hours) | Total Workload |
---|---|---|---|
Course Hours (Including Exam Week: 16 x Total Hours) | 16 | 3 | 48 |
Laboratory | |||
Application | |||
Special Course Internship | |||
Field Work | |||
Study Hours Out of Class | 14 | 3 | 42 |
Presentation/Seminar Prepration | |||
Project | |||
Report | |||
Homework Assignments | 5 | 3 | 15 |
Quizzes/Studio Critics | |||
Prepration of Midterm Exams/Midterm Jury | 1 | 10 | 10 |
Prepration of Final Exams/Final Jury | 1 | 10 | 10 |
Total Workload | 125 |