Exercícios com Vetores
1. Dada uma seqüência de n números, imprimi-la na ordem inversa à da leitura.
Solução em C
2. Deseja-se publicar o número de acertos de cada aluno em uma prova em forma de testes. A prova consta de 30 questões, cada uma com cinco alternativas identificadas por A, B, C, D e E. Para isso são dados:
o cartão gabarito;
o número de alunos da turma;
o cartão de respostas para cada aluno, contendo o seu número e suas respostas.
Solução em C
Solução em Pascal
3. Tentando descobrir se um dado era viciado, um dono de cassino honesto (ha! ha! ha! ha!) o lançou n vezes. Dados os n resultados dos lançamentos, determinar o número de ocorrências de cada face.
4. Dados dois vetores x e y, ambos com n elementos, determinar o produto escalar (1) desses vetores.
Solução em C
Solução em Pascal
5. Faça um programa para resolver o seguinte problema:
São dadas as coordenadas reais x e y de um ponto, um número natural n, e as coordenadas reais de n pontos (1 < n < 100). Deseja-se calcular e imprimir sem repetição os raios das circunferências centradas no ponto (x,y) que passam por pelo menos um dos n pontos dados.
Exemplo : (x,y) = (1.0, 1.0) ; n = 5
pontos : (-1.0, 1.2) , (1.5, 2.0) , (0.0, -2.0) , (0.0, 0.5) , (4.0, 2.0)
Nesse caso há três circunferências de raios: 1.12, 2.01 e 3.162.
Observações:
Distância entre os pontos (a,b) e (c,d) é
Dois pontos estão na mesma circunferência se estão à mesma distância do centro.
6. (COMP 89) Dados dois strings (um contendo uma frase e outro contendo uma palavra), determine o número de vezes que a palavra ocorre na frase.
Exemplo:
Para a palavra ANA e a frase :
ANA E MARIANA GOSTAM DE BANANA (2)
Temos que a palavra ocorre 4 vezes na frase.
Solução em Pascal
7. (MAT 88) Dada uma seqüência de n números reais, determinar os números que compõem a seqüência e o número de vezes que cada um deles ocorre na mesma.
Exemplo: n = 8
Seqüência: -1.7, 3.0, 0.0, 1.5, 0.0, -1.7, 2.3, -1,7
Saída: -1.7 ocorre 3 vezes
3.0 ocorre 1 vez
0.0 ocorre 2 vezes
1.5 ocorre 1 vez
2.3 ocorre 1 vez
Solução em C
Solução em Pascal
8. Dados dois números naturais m e n e duas seqüências ordenadas com m e n números inteiros, obter uma única seqüência ordenada contendo todos os elementos das seqüências originais sem repetição.
Sugestão: Imagine uma situação real, por exemplo, dois fichários de uma biblioteca.
Solução em Pascal
9. Dadas duas seqüências com n números inteiros entre 0 e 9, interpretadas como dois números inteiros de n algarismos, calcular a seqüência de números que representa a soma dos dois inteiros.
Exemplo: n = 8,
1ª seqüência 8 2 4 3 4 2 5 1
2ª seqüência + 3 3 7 5 2 3 3 7
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1 1 6 1 8 6 5 8 8
Solução em Pascal
10. Calcule o valor do polinômio p(x)=a0+a1x+...+anxn em k pontos distintos. São dados os valores de n (grau do polinômio), de a0, a1, ..., an (coeficientes reais do polinômio), de k e dos pontos x1, x2, ..., xk.
11. Dado o polinômio p(x)=a0+a1x+...+anxn, isto é, os valores de n e de a0, a1, ..., an , determine os coeficientes reais da primeira derivada de p(x).
12. Dado um polinômio p(x)=a0+a1x+...+anxn, calcular o polinômio q(x) tal que p(x)= (x- ).q(x) + p( ), para m valores distintos de (Usar o método de Briot-Ruffini) (3).
13. Dados dois polinômios reais p(x)=a0+a1x+...+anxn e q(x)=b0+b1x+...+bmxm determinar o produto desses polinômios.
14. (POLI 82) Chama-se seqüência de Farey relativa a n, a seqüência das frações racionais irredutíveis, dispostas em ordem crescente, com denominadores positivos e não maiores que n.
Exemplo: Se n=5, os termos da seqüência de Farey, tais que 0 < < 1 são:
Para gerarmos os termos de uma seqüência de Farey tais que 0 < < 1, podemos usar o seguinte processo. Começamos com as frações
,
e entre cada duas frações consecutivas
,
introduzimos a fração:
e assim sucessivamente enquanto j + m < n. Quando não for mais possível introduzir novas frações teremos gerado todos os termos da seqüência de Farey relativa a n, tais que 0 < < 1.
Usando o processo descrito, determine os termos , 0 < < 1, da seqüência de Farey relativa a n, n inteiro positivo.
Sugestão: Gere os numeradores e os denominadores em dois vetores.
15. Em uma classe há n alunos, cada um dos quais realizou k provas com pesos distintos. Dados n , k, os pesos das k provas e as notas de cada aluno, calcular a média ponderada das provas para cada aluno e a média aritmética da classe em cada uma das provas.
16. (QUIM 84) Dada uma seqüência x1, x2, ..., xk de números inteiros, verifique se existem dois segmentos consecutivos iguais nesta seqüência, isto é, se existem i e m tais que:
xi, xi+1,..., xi+m-1 = xi+m, xi+m+1,..., xi+2m-1
Imprima, caso existam, os valores de i e m.
Exemplo: Na seqüência 7, 9, 5, 4, 5, 4, 8, 6 existem i=3 e m=2.
Solução em C
Solução em Pascal
17. Dada uma seqüência de n números inteiros, determinar um segmento de soma máxima.
Exemplo: Na seqüência 5, 2, -2, -7, 3, 14, 10, -3, 9, -6, 4, 1 , a soma do segmento é 33.
18. (POLI 88) Simule a execução do programa abaixo destacando a sua saída:
#include
int main()
{
int n, inic, fim, i, aux, para, a[100];
printf("Digite n: ");
scanf("%d", &n);
printf("n = %d\n", n);
printf("Digite uma sequencia de %d numeros.\n", n);
for (i = 0; i < n; i++) {
scanf("%d", &a[i]);
printf("%d ", a[i]);
}
printf("\n");
inic = 0;
fim = n - 1;
aux = a[inic];
while (inic < fim) {
para = 0;
while ((inic < fim) && !para) {
if (a[fim] <= aux)
para = 1;
else
fim = fim - 1;
}
if (para) {
a[inic] = a[fim];
inic = inic + 1;
para = 0;
while ((inic < fim) && !para) {
if (a[inic] <= aux)
inic = inic + 1;
else
para = 1;
}
if (para) {
a[fim] = a[inic];
fim = fim - 1;
}
}
for (i = 0; i < n; i++)
printf("%d ", a[i]);
printf("\n");
}
a[inic] = aux;
for (i = 0; i < n; i++)
printf("%d ", a[i]);
printf("\n");
return 0;
}
Dados:
7
10 3 6 12 13 7 15
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1.2 Soma de Vetores
1. Adição Algébrica
Considere dois vetores a e b dados na sua forma de componentes (1.2). Poderemos encontrar o vetor soma c = a + b, também chamado vetor resultante, pela adição algébrica de suas componentes em cada direção, assim
2. Regra do Paralelogramo
Para a possibilidade dos dois vetores a e b estarem apresentadas na forma equivalente de um ponto (1.1), utiliza-se a regra do paralelogramo que consiste na obtenção do vetor soma graficamente através de vetores paralelos transladados. Para o vetor a tendo origem em O e extremidade A e b, o vetor de origem em O e extremidade em B, o procedimento é bastante simples sendo descrito a seguir:
Inicialmente, trace um vetor paralelo ao vetor a a partir da extremidade do vetor b de mesmo módulo e sentido, em seguida, trace um outro vetor paralelo ao vetor b, começando na extremidade do vetor a, de mesmo módulo e sentido. Você obtém um ponto C, passando a ser a extremidade dos dois vetores transladados. O vetor soma c tem origem em O e extremidade C.
Pode-se calcular o módulo do vetor soma c se soubermos os módulos dos vetores somados e o menor ângulo formado entre os dois. O módulo do vetor soma c é dado por
(1.6)
3. Regra do Polígono
Esta regra é empregada quando se tem um número de vetores maior do que dois e consiste em transladar os vetores um a um para a formação de um polígono. O procedimento é o seguinte:
Mantenha um vetor fixo escolhido ao acaso, por exemplo, a de origem em 0 e extremidade A, translade um vetor b colocando sua origem na extremidade do vetor fixado a, mantendo-se o mesmo módulo, direção e sentido. Tome um terceiro vetor c de tal forma que sua origem será colocada na extremidade do vetor b transladado, de mesmo módulo, direção e sentido. O vetor soma, ou vetor resultante r tem a origem em 0 e extremidade coincidindo com a extremidade do último vetor transladado, C para o nosso caso, mas poderá ser a extremidade do último vetor de um grupo maior pois a regra se aplica sucessivamente.
Diferença de Vetores
A operação diferença de vetores, é executada através das regras para a soma de vetores, com uma pequena alteração motivada pela presença do sinal negativo. Devemos inicialmente multiplicar o vetor b por um número a = -1, na seqüência efetuar a soma
aplicando-se as regras vistas para a soma de vetores.
O produto do número a por um vetor b resultou em um vetor c = ab , onde:
a intensidade de c é igual ao produto de a pelo módulo de b, dado por |c| = c = ab;
A direção de c é a mesma direção do vetor b;
O sentido de c é contrário ao sentido de b pois a < 0, seria de mesmo sentido de a fosse > 0.
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Mesmo para o leigo, é óbvio que não se pode fazer previsão do tempo sem considerar o vento. Medidas diretas das grandezas associadas ao vento são caras, particularmente no Brasil e no resto da América do Sul, cercados de oceanos. Para obter mais dados e maior cobertura espacial e temporal, a DSA desenvolveu modelos matemáticos a partir de medidas de satélite, com excelentes resultados. Veja aqui como isso é feito.
De que se trata o produto?
O produto Vento estimado por Satélite é uma ferramenta bastante útil para a previsão do tempo, pois o vento é uma das variáveis mais importantes no sistema de previsão numérica e essas informações são necessárias para a inicialização dos modelos numéricos de previsão de tempo. Estes modelos necessitam de uma descrição precisa do campo inicial para preverem a evolução dos campos atmosféricos, por exemplo, os campos de temperatura e precipitação. Dessa forma, o campo inicial é composto por uma série de medidas na superfície e na atmosfera. Basicamente esses campos são compostos de medidas de radiossondas, estações de superfície e dados satelitais.
Para se ter uma idéia de valores, cada lançamento de radiossonda custa em torno de US$ 200,00, sem levar em conta os gastos com pessoal para operála. As ra-diossondas correspondem à única medida direta da atmosfera e devido ao alto custo e a grandes áreas oceânicas, apresenta uma baixa cobertura espacial. Considere-se ainda que o Brasil e a América do Sul estão em uma região cercada de oceanos, onde essas medidas diretas não podem ser realizadas rotineiramente. É exatamente neste ponto que o produto Vento Estimado por Satélite contribui para obter essas medidas de campos de vento. Fora da utilização nas atividades descritas acima, ele pode ser utilizado em centros operacionais de previsão de tempo, pois descreve o estado da circulação atmosférica, com alta resolução espacial e temporal. Essa informação é bastante útil em análises diagnósticas do estado do tempo, tal como a localização dos centros de alta e baixa pressão, a presença de ondas curtas etc.
Como surgiu o produto?
Esse é um trabalho que está sendo desen-volvido junto ao Dr. Henri Laurent, pes-quisador do Institute de Recherche pour le Development, da França, há mais de dez anos. Já foram desenvolvidas diversas versões e a primeira delas baseou-se em um método que a EUMETSAT utiliza. Esta versão foi sendo adaptada do Satélite Meteosat para o Satélite GOES. Feitas adaptações, hoje é um sistema totalmente operacional, que calcula o vento a partir de imagens sucessivas do GOES em diferentes canais, ou seja, cada canal fornece uma informação diferente.
Há interação deste produto com outros da DSA?
O vento é um dos primeiros produtos operacionais da DSA e utiliza dados do Modelo de previsão de tempo e diversas informações auxiliares. Na realidade, os produtos da DSA compartilham os mesmos dados e, neste sentido, são integrados. Como produto existe a idéia de integrá-lo com a “Estimativa da Precipitação”.
Qual seria a interação com o produto de Precipitação?
Sempre que se tem chuva intensa, convectiva, em altos níveis existe uma divergência do vento. Essa medida de divergência em altos níveis é relacionada com o fluxo de massa no interior da nuvem que, por conseqüência, é relacionado com a taxa de precipitação. Logo, se utilizarmos a estimativa de vento obtida pelo satélite para calcular essa divergência, poderemos relacioná-la com a precipitação.
E com outros produtos?
Não. Este não é um produto base, é um produto fim. Suas informações são úteis para os setores operacionais, em particular para a Divisão de Operações do CPTEC.
Como ele é desenvolvido?
O produto se baseia em imagens sucessivas do GOES a cada trinta minutos. Basicamente, o que se faz é selecionar uma pequena área na imagem inicial e buscar, nas próximas imagens ao redor daquela região em que o subconjunto da imagem foi selecionado, uma (região) com as mesmas características. Onde se obtiver maior correção, isto é, semelhança entre os dois subconjuntos, será considerado que aquele campo de nuvens se deslocou para essa nova região devido à ação do vento. Logo, conhecendo-se a posição inicial e final, pode-se calcular a distância entre as duas posições e, a partir do intervalo de tempo entre as imagens, pode-se calcular a direção e a velocidade do vento. Feito isso, resta saber qual a altura em que esse vento foi calculado. Para isso utiliza-se a temperatura de brilho medida pelo satélite, que corresponde grosso modo à temperatura do topo da nuvem e conseqüentemente a uma determinada altitude. Através de modelos radiativos, dos dados do modelo de previsão de tempo e das medidas em diferentes canais pode-se então corrigir essa altura aproximada e efetuar a determinação precisa da altura desses vetores.
Qual o caráter inovador desse produto?
São poucos os centros no mundo que ge-ram esse produto: a NOAA, nos EUA; a EUMETSAT, na Europa e o JMA, no Japão. Basicamente esses três locais e nós, no Brasil, que, em específico, produzimos esses campos de ventos, caracterizados, regionalizados e adaptados às regiões da América do Sul.
Esse produto é utilizado internacionalmente?
Esses dados ainda não estão sendo veicu-lados no sistema GTS – Global Telecomunication System – mas sua implementação está prestes a ocorrer. A DOP, Divisão de Operações do CPTEC, deverá transformá-lo em código sinótico e colocá-los em rede mundial. Acredito que ainda este ano o produto esteja disponibilizado para o mundo. A DSA, no momento, está efetuando cálculos do erro das medidas geradas em relação às (medidas) efetuadas pelas radiossondas, que calculam o vento em pontos onde são lançadas. A cada mês a DSA apresenta uma estatística do erro, colocando o vento medido pela radiossonda em comparação às medidas executadas pelo produto. Esse erro e o vi-és quadrático são disponibilizados na pá-gina da DSA.
Peculiaridade do produto
Uma das características do produto é que, dependendo das estratégias de cálculo do vento, dependendo do canal do satélite utilizado, diferentes resultados são obtidos. Por exemplo, se for utilizado o canal vapor d’água, obtém-se uma grande densi-dade porque não são necessárias nuvens, pois já existem as estruturas dos campos de vapor d’água. Há uma limitação, porém: esses ventos só são calculados em altos níveis. Se for utilizado o canal in-fravermelho só podem ser efetuados cálculos onde existem nuvens, o que reduz muito a quantidade de vetores. Por outro lado, é possível obter nuvens em diferentes níveis, embora a maioria dos ventos seja em altitude e a qualidade dos ventos em baixos níveis seja baixa. Se for utilizado o canal visível, graças à sua característica de alta resolução espacial (em tor-no de 1 km), pode-se obter uma grande quantidade de dados. O canal visível é apropriado para estimar o vento em baixos níveis, pois apresenta alto contraste com a superfície, uma vez que o oceano é escuro e a nuvem extremamente clara. Assim, o cálculo de campo de ventos pode ser efetuado com bastante eficácia. Uma Dissertação está sendo concluída sobre a utili-zação dos campos de vento medidos pelo canal visível para os oceanos.
Quais as perspectivas futuras para o produto?
Existem duas: a primeira, a utilização efetiva em assimilação de dados e a disponibilização via GTS desse produto, é algo que não depende muito da DSA. Esse é um passo que precisa ser dado, pois o produto já está com boa qualidade e operacional há algum tempo, mas a utilização é um processo sofisticado, tem algumas dificuldades e está sendo implementado. Hoje já existe um grupo trabalhando nesse sentido. Essa é a grande perspectiva, que é o uso potencializado dessas informações. Em segundo lugar e do ponto de vista do desenvolvimento, é a melhoria constante do produto, diminuindo erro e expandindo esse cálculo para a utilização de outros canais, como por exemplo, o canal de 3.9 microns, que é bem adaptado para a estimativa do vento em baixos ní-veis à noite, quando o canal visível não está disponível.
2006-09-20 03:41:57
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answer #1
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answered by jana 3
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