Métodos Numéricos para Ingenieros

1003 Pages·2007·12.74 MB·Spanish

by  S.C. Steven

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Métodos numéricos para ingenieros
Quinta edición
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Steven C. Chapra Raymond P. Canale
Decano de Computación e Ingeniería Profesor emérito de Ingeniería Civil
Tufts University University of Michigan
REVISIÓN TÉCNICA:
M.C. Juan Carlos del Valle Sotelo
Catedrático del Departamento de Física y Matemáticas
ITESM, campus Estado de México
Métodos numéricos para ingenieros
Quinta edición
MÉXICO • BOGOTÁ • BUENOS AIRES • CARACAS • GUATEMALA • LISBOA • MADRID
NUEVA YORK • SAN JUAN • SANTIAGO • AUCKLAND • LONDRES • MILÁN
MONTREAL • NUEVA DELHI • SAN FRANCISCO • SINGAPUR • SAN LUIS • SIDNEY • TORONTO
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Director Higher Education: Miguel Ángel Toledo Castellanos
Director editorial: Ricardo A. del Bosque Alayón
Editor sponsor: Pablo E. Roig Vázquez
Editora de desarrollo: Lorena Campa Rojas
Supervisor de producción: Zeferino García García
Traducción: Javier Enríquez Brito
Ma. del Carmen Roa Hano
MÉTODOS NUMÉRICOS PARA INGENIEROS
Quinta edición
Prohibida la reproducción total o parcial de esta obra,
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DERECHOS RESERVADOS © 2007 respecto a la quinta edición en español por
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Miembro de la Cámara Nacional de la Industria Editorial Mexicana, Reg. Núm. 736
Créditos de las fotografías de portada: © Jack Novack / SuperStock.
MATLABTMes una marca registrada de The MathWorks, Inc.
ISBN-13: 978-970-10-6114-5
ISBN-10: 970-10-6114-4
(ISBN: 970-10-3965-3 edición anterior)
Traducido de la quinta edición en inglés de la obra NUMERICAL METHODS FOR ENGINEERS, FIFTH EDITION.
Copyright © 2006 by The McGraw-Hill Companies, Inc. All rights reserved.
ISBN: 0-07-291873-X
1234567890 09865432107
Impreso en México Printed in Mexico
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A
Margaret y Gabriel Chapra
Helen y Chester Canale
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CONTENIDO
PREFACIO xvii
ACERCA DE LOS AUTORES xxiii
PARTE UNO
MODELOS, PT1.1 Motivación 3
COMPUTADORAS PT1.2 Antecedentes matemáticos 5
Y ANÁLISIS PT1.3 Orientación 8
DEL ERROR 3
CAPÍTULO 1
Modelos matemáticos y solución de problemas en ingeniería 11
1.1 Un modelo matemático simple 11
1.2 Leyes de conservación e ingeniería 19
Problemas 22
CAPÍTULO 2
Programación y software 26
2.1 Paquetes y programación 26
2.2 Programación estructurada 28
2.3 Programación modular 37
2.4 Excel 38
2.5 MATLAB 42
2.6 Otros lenguajes y bibliotecas 47
Problemas 48
CAPÍTULO 3
Aproximaciones y errores
de redondeo 53
3.1 Cifras signifi cativas 54
3.2 Exactitud y precisión 56
3.3 Defi niciones de error 57
3.4 Errores de redondeo 60
Problemas 76
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viii CONTENIDO
CAPÍTULO 4
Errores de truncamiento y la serie de Taylor 78
4.1 La serie de Taylor 78
4.2 Propagación del error 95
4.3 Error numérico total 99
4.4 Equivocaciones, errores de formulación e incertidumbre en los datos 101
Problemas 103
EPÍLOGO: PARTE UNO 105
PT1.4 Alternativas 105
PT1.5 Relaciones y fórmulas importantes 108
PT1.6 Métodos avanzados y referencias adicionales 108
PARTE DOS
RAÍCES DE PT2.1 Motivación 113
ECUACIONES 113 PT2.2 Antecedentes matemáticos 115
PT2.3 Orientación 116
CAPÍTULO 5
Métodos cerrados 120
5.1 Métodos gráfi cos 120
5.2 El método de bisección 124
5.3 Método de la falsa posición 131
5.4 Búsquedas por incrementos y determinación de valores iniciales 138
Problemas 139
CAPÍTULO 6
Métodos abiertos 142
6.1 Iteración simple de punto fi jo 143
6.2 Método de Newton-Raphson 148
6.3 El método de la secante 154
6.4 Raíces múltiples 159
6.5 Sistemas de ecuaciones no lineales 162
Problemas 167
CAPÍTULO 7
Raíces de polinomios 170
7.1 Polinomios en la ciencia y en la ingeniería 170
7.2 Cálculos con polinomios 173
7.3 Métodos convencionales 177
7.4 Método de Müller 177
7.5 Método de Bairstow 181
7.6 Otros métodos 187
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