課程資訊
課程名稱
計算數學導論
INTRODUCTION TO COMPUTATIONAL MATHEMATICS 
開課學期
97-1 
授課對象
理學院  數學研究所  
授課教師
薛克民 
課號
MATH5407 
課程識別碼
221 U4280 
班次
 
學分
全/半年
半年 
必/選修
選修 
上課時間
星期一7,8(14:20~16:20)星期三7,8(14:20~16:20) 
上課地點
普204普502 
備註
總人數上限:50人 
Ceiba 課程網頁
http://ceiba.ntu.edu.tw/971cmath 
課程簡介影片
 
核心能力關聯
本課程尚未建立核心能力關連
課程大綱
為確保您我的權利,請尊重智慧財產權及不得非法影印
課程概述

This is an elementary level of the course for computational mathematics.
The main topics we are going to discuss in this semester will include
1. Solving linear systems
2. Root finding
3. Interpolation
4. Quadrature
5. Discrete Fourier methods
6. Monte Carlo methods 

課程目標
The aim of this course is to introduce some basic numerical techniques that can
be used to find approximate solutions of problems where analytical solutions do not
exist or are not readily obtainable. We will focus on the theoretical analysis as
well as on the development of practical algorithms. On the latter part,
the students are required to write their own computer programs and do experiments with it for
the numerical algorithms taught in the course.  
課程要求
微積分, 線性代數 
預期每週課後學習時數
 
Office Hours
每週二 11:00~12:00 
指定閱讀
 
參考書目
1. Numerical Mathematics and Computing, W. Cheney and D. Kincaid, Brooks/Cole
2005
2. Numerical Computing with Matlab, C. B. Moler, SIAM 2004
3. Scientific Computing: An Introductory Survey, M. T. Heath, McGraw-Hill 
評量方式
(僅供參考)
 
No.
項目
百分比
說明
1. 
期中考 
25% 
考試時間: 11/10, 2008 
2. 
期末考 
25% 
考試時間: 01/14, 2009 
3. 
作業 
50% 
指定頻率: 約每兩周一次 
 
課程進度
週次
日期
單元主題
第1週
09/17  Exercise session (Condensed Matter Bldg. F3) 
第1週
09/15  Course outline, Introduction to Matlab, Introduction to Latex 
第2週
09/24  Exercise session (Condensed Matter Bldg. F3) 
第2週
09/22  Source of errors 
第3週
09/29  No class due to typhoon Jangmi 
第3週
10/01  Linear systems solvers: Gaussian elimination & LU factorization 
第4週
10/08  Exercise session (Condensed Matter Bldg. F3) 
第4週
10/06  Linear systems solvers: implementation and stability issues 
第5週
10/13  Stability of Gaussian elimination (cont.) &
Nonlinear equations solvers: Scalar equations 
第5週
10/15  Exercise session (Condensed Matter Bldg. F3) 
第6週
10/22  Exercise session (Condensed Matter Bldg. F3) 
第6週
10/20  Nonlinear equations solvers: System of equations 
第7週
10/27  Unconstrained optimization: golden section search, Newton's, and BFGS methods 
第7週
10/29  Exercise session (Condensed Matter Bldg. F3) 
第8週
11/05  Exercise session (Condensed Matter Bldg. F3) 
第8週
11/03  Unconstrained optimization: steepest descent method and line search 
第9週
11/10  Function approximation: Polynomial interpolation 
第9週
11/12  Midterm exam (computer programming): 計中312 & 凝態3F 14:20-18:00 
第10週
11/17  Barycentric Lagrange interploation 
第10週
11/19  Runge phenomena and Splines 
第11週
11/26  Exercise session (Condensed Matter Bldg. F3): Make comments on programming issues for HW 5 
第11週
11/24  Piecewise cubic Hermite interpolation polynomial  
第12週
12/03  Pade approximant & Matlab demo for numerical differentiation formula 
第12週
12/01  Numerical differentiation after Fornberg's work  
第13週
12/08  Numerical integration: Newton-Cotes, Clenshaw-Curtis, & Gauss quadrature formulas 
第13週
12/10  Exercise session (Condensed Matter Bldg. F3): HW 6 review 
第14週
12/15  Gauss quadrature formula & Richardson extrapolation 
第14週
12/17  Numerical ODE solvers 
第15週
12/24  Exercise session (Condensed Matter Bldg. F3): HW 7 review 
第15週
12/22  Numerical ODE solvers: LMM & zero stability 
第16週
12/31  Fast Fourier transform 
第16週
12/29  Absolute stability for LMM and Runge-Kutta method. Embedded method 
第17週
01/07  BVPs for ODES & final exam. overview 
第17週
01/05  Fast Fourier transform & its applications 
第18週
01/14  Final exam (computer programming): 計中312 & 凝態3F 14:20-19:00