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Department of Mathematics Massachusetts Institute of Technology |
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| Evaluations: | Current students: Please submit the online evaluations before Sunday, December 16. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Description: | Advanced introduction to numerical linear algebra. Topics include direct and iterative methods for linear systems, eigenvalue decompositions and QR/SVD factorizations, stability and accuracy of numerical algorithms, the IEEE floating point standard, sparse and structured matrices, preconditioning, linear algebra software. Problem sets require some knowledge of Matlab. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lecturer: | Per-Olof Persson, Room 2-363A, Phone 617-253-4989, E-mail persson 'at' mit.edu, Office hours Tue 2-3pm in Room 2-363A. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lectures: | Room 1-390, MW 9:30-11 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Teaching Assistant: | Anshul Mohnot, E-mail anshulm 'at' mit.edu, Office hours Mon 4-5pm in Room 34-301. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Textbook: |
[NLA] Numerical Linear Algebra, Trefethen and Bau, SIAM 1997
(Books24x7 (MIT only), Lecture 1-5 Online, Quantum Books, Amazon, SIAM) |
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| Other Readings: |
[Eig] Templates for the Solution of Algebraic Eigenvalue Problems: a Practical Guide, Bai et al, SIAM 2000
(HTML) [It] Templates for the Solution of Linear Systems: Building Blocks for Iterative Methods, Barrett et al, SIAM 1993 (PS, HTML) [CG] An Introduction to the Conjugate Gradient Method Without the Agonizing Pain, Jonathan R. Shewchuk, August 1994 (PS, PDF) [FP] What Every Computer Scientist Should Know About Floating Point Arithmetic, David Goldberg, ACM Computing Surveys, 1991 (CiteSeer) Iterative Krylov-Subspace Solvers, Sivan Toledo (Lecture 21) (PDF) Lecture slides will be provided on the course webpages |
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| Grading: | Homework assignments (60%), Midterm (40%) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Other webpages: |
Stellar (announcements, homework submissions, etc) Fall 2006, Lecturer Per-Olof Persson (Math, Stellar, OCW) Fall 2005, Lecturer Per-Olof Persson (Math, Stellar) Fall 2004, Lecturer Plamen Koev (Math, OCW) Fall 2001, Lecturer Dan Stefanica (Math) |
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| Other links: |
MIT 18.06 Linear Algebra (for Linear Algebra review) The MIT CDO Program (Computation for Design and Optimization, this class is one of the four core subjects) The algorithm for MATLAB's backslash operator (from The Mathworks Online Documentation) |
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| Policies, etc: |
Please start early with the homeworks, it might be hard to get
help the last few days before they are due. Solutions will be given out
soon after the due date; therefore there will be no extensions.
Collaboration on the homeworks is encouraged, but each student must write his/her own solutions, understand all the details of them, and be prepared to answer questions about them. No books, notes, or calculators are allowed on the Midterm exam. |
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| Exams: |
Midterm: Wednesday, Nov 7 (in-class: 9:30am-11:00am).
Problems, Solutions No books, notes, or calculators are allowed on the Midterm exam. The midterm will cover:
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| Homework: |
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| Syllabus: |
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| MATLAB Codes: |
Lecture 2, Vector Norms (lec2mldemo1.m), Induced Matrix Norms (lec2mldemo2.m) Lecture 5, Classical and Modified Gram-Schmidt (lec5mldemo1.m, clgs.m, mgs.m) Lecture 6, Householder QR Factorization (house.m, formQ.m) Lecture 8, Floating Point Arithmetic (lec8mldemo1.m, num2bin.m) Lecture 11, LU Factorization (lec11mldemo1.m, lec11mldemo2.m, mkL.m, mkP.m) Homework 4, Banded Cholesky (bandtest.m) Lecture 16, Jacobi Algorithm (lec16mldemo1.m, jacrot.m) Lecture 17, Method of Bisection (lec17mldemo1.m, sturmcount.m), Divide-and-Conquer Algorithm (lec17mldemo2.m) Homework 5, Linear Elasticity Utilities (assemble.m, elmatrix.m, mkmodel.m, qdplot.m, qdanim.m, allhw5.zip) Lecture 19, Conjugate Gradients (cg.m, cg_stats.m) Lecture 20, Elimination Movie (lec20mldemo1.m, realmmd.m) Lecture 22, Conjugate Gradients (lec22mldemo1.m, steep.m, conjdir.m, conjgrad.m) Lecture 23, Arnoldi Iteration (arnoldi.m) |