代做AMATH 301, Winter 2025 Homework 5: Coding portion调试R程序

Homework 5:  Coding portion

AMATH 301, Winter 2025

1. Approximate the area under the curve etan(x)  on −1 ≤ x ≤ 1 using:

(a)  (2 points) Midpoint rule with N = 100 subdivisions.  Call this value integral mid.

(b)  (2 points) Trapezoid rule  (for-loop or np.trapz) with N  =  100  subdivisions.   Call this value integral trapz.

(c)  (2 points) Simpson’s rule with N = 100 subdivisions.  Call this value integral   simp.

2.  The cost of one Bitcoin at close of trading for each month of 2024 was:


Month             Cost

1/2024            $42, 582.61

2/2024            $61, 198.38

3/2024            $71, 333.65

4/2024            $60, 636.86

5/2024             $67, 491.41

6/2024             $62, 678.29

7/2024             $64, 619.25

8/2024             $58, 969.90

9/2024             $63, 329.50

10/2024           $70, 215.19

11/2024           $96, 449.05

12/2024           $93, 429.20



Let the cost of one Bitcoin be c(t), where t is months after  12/2023.   Assume that each month is close enough to being the same length that we will consider each month as ∆t (in other words, do not account for the difference in number of days per month).  Also, do not look up the data for any dates outside this range– just use the data provided.

If you don’t want to type out the numbers, you can load bitcoin.npy from Canvas which contains the 12 cost values above.

(a)  (2  points)  Use finite-difference formulas to approximate  c(t), the change in Bitcoin price per month.  Create a vector as a np.array object called  cpvec that contains these values.  Use the lowest-order possible: the second-order, centered formula for the interior points and the first-order, forward or backward formulas for the endpoints.

(b)  (1 point) Repeat part (a) to find c′′ (t) and call the respective vector cp2vec.

(c)  Include these lines at the end of your code to visualize these functions.   Don’t  forget  import matplotlib.pyplot  as  plt at the top of your code.  (Part (c) will not be checked by the auto- grader.)

plt.plot(tvec,cpvec,’-ro’,label=’c\’(t)  [$/month]’)

plt.plot(tvec,cp2vec,’-bo’,label=’c\’\’(t)  [$/month^2]’)

plt.legend()

plt.xlabel(’month  of  2024’)



3.  (5 points) Approximate the volume of the 3-dimensional region below the paraboloid z = 1 — x2 — y2 , above the plane z = 0, and outside the cylinder (x — 1)2 + (y — 1)2  = 1.  Do this by creating a function f(x,y) which returns 1 — x2  — y2   for any (x,y) that lies within the shape (consider a top-down view onto the z = 0 plane), and zero otherwise.  Then use scipy .integrate .dblquad to integrate f(x,y) over a rectangular domain in x and y that is large enough to encompass the entire shape. Don’t forget import  scipy .integrate at the top of your code.  Store the result in a variable named volume.


Interactive visualization of #3


4.  The second-order, centered finite-difference formula for the derivative is:

 

while the fourth-order, centered finite-difference formula for the derivative is:

 

Let f(t) = e1/t.

(a)  (0.5 points) Find f (2) by hand. Store this value as a variable named derivtrue.

(b)  (0.5 points) Next, let dtvec be a 1D np.array object containing the values 2/1, 4/1, ..., 2-10 (note: decreasing order).

(c)  (2.5 points) Approximate f(2) using the second-order, centered finite-difference formula for each value of ∆t in dtvec.  Calculate the natural logarithm of the relative error of each result, and save those in a 1D np.array object named logrelerr2o.

 

(d)  (2.5 points) Repeat part  (c) but using the fourth-order formula.  Save those in a 1D np.array object named logrelerr4o.

(e)  Include these lines at the end of your code to see how quickly the relative error decreases as the step size ∆t decreases for both formulas on a log-log plot.  Don’t forget import  matplotlib.pyplot as  plt at the top of your code.  (Part (e) will not be checked by the autograder.)


plt.plot(np.log(dtvec),logrelerr2o,’-bo’,label=’2nd  order  FD’)

plt.plot(np.log(dtvec),logrelerr4o,’-go’,label=’4th  order  FD’)

plt.legend()

plt.xlabel(’log(dt)’)

plt.ylabel(’log(relative  error)’)


热门主题

课程名

mktg2509 csci 2600 38170 lng302 csse3010 phas3226 77938 arch1162 engn4536/engn6536 acx5903 comp151101 phl245 cse12 comp9312 stat3016/6016 phas0038 comp2140 6qqmb312 xjco3011 rest0005 ematm0051 5qqmn219 lubs5062m eee8155 cege0100 eap033 artd1109 mat246 etc3430 ecmm462 mis102 inft6800 ddes9903 comp6521 comp9517 comp3331/9331 comp4337 comp6008 comp9414 bu.231.790.81 man00150m csb352h math1041 eengm4100 isys1002 08 6057cem mktg3504 mthm036 mtrx1701 mth3241 eeee3086 cmp-7038b cmp-7000a ints4010 econ2151 infs5710 fins5516 fin3309 fins5510 gsoe9340 math2007 math2036 soee5010 mark3088 infs3605 elec9714 comp2271 ma214 comp2211 infs3604 600426 sit254 acct3091 bbt405 msin0116 com107/com113 mark5826 sit120 comp9021 eco2101 eeen40700 cs253 ece3114 ecmm447 chns3000 math377 itd102 comp9444 comp(2041|9044) econ0060 econ7230 mgt001371 ecs-323 cs6250 mgdi60012 mdia2012 comm221001 comm5000 ma1008 engl642 econ241 com333 math367 mis201 nbs-7041x meek16104 econ2003 comm1190 mbas902 comp-1027 dpst1091 comp7315 eppd1033 m06 ee3025 msci231 bb113/bbs1063 fc709 comp3425 comp9417 econ42915 cb9101 math1102e chme0017 fc307 mkt60104 5522usst litr1-uc6201.200 ee1102 cosc2803 math39512 omp9727 int2067/int5051 bsb151 mgt253 fc021 babs2202 mis2002s phya21 18-213 cege0012 mdia1002 math38032 mech5125 07 cisc102 mgx3110 cs240 11175 fin3020s eco3420 ictten622 comp9727 cpt111 de114102d mgm320h5s bafi1019 math21112 efim20036 mn-3503 fins5568 110.807 bcpm000028 info6030 bma0092 bcpm0054 math20212 ce335 cs365 cenv6141 ftec5580 math2010 ec3450 comm1170 ecmt1010 csci-ua.0480-003 econ12-200 ib3960 ectb60h3f cs247—assignment tk3163 ics3u ib3j80 comp20008 comp9334 eppd1063 acct2343 cct109 isys1055/3412 math350-real math2014 eec180 stat141b econ2101 msinm014/msing014/msing014b fit2004 comp643 bu1002 cm2030
联系我们
EMail: 99515681@qq.com
QQ: 99515681
留学生作业帮-留学生的知心伴侣!
工作时间:08:00-21:00
python代写
微信客服:codinghelp
站长地图