Geschreven door studenten die geslaagd zijn Direct beschikbaar na je betaling Online lezen of als PDF Verkeerd document? Gratis ruilen 4,6 TrustPilot
logo-home
Tentamen (uitwerkingen)

Solution Manual for The Finite Element Method: Theory, Implementation, and Applications by Mats G. Larson, Fredrik Bengzon

Beoordeling
-
Verkocht
-
Pagina's
267
Cijfer
A+
Geüpload op
09-10-2025
Geschreven in
2025/2026

Solution Manual for The Finite Element Method: Theory, Implementation, and Applications by Mats G. Larson, Fredrik Bengzon

Instelling
Vak

Voorbeeld van de inhoud

Mats G. Larson, Fredrik Bengzon



The Finite Element Method:
Theory, Implementation, and
Practice
November 9, 2010




Springer

,Preface




This is a set of lecture notes on finite elements for the solution of partial differential
equations. The approach taken is mathematical in nature with a strong focus on the
underlying mathematical principles, such as approximation properties of piecewise
polynomial spaces, and variational formulations of partial differential equations,
but with a minimum level of advanced mathematical machinery from functional
analysis and partial differential equations.
In principle, these lecture notes should be accessible to students with only a ba-
sic knowledge of calculus of several variables and linear algebra as the necessary
concepts from more advanced analysis are introduced when needed.
Throughout this text we emphasize implementation of the involved algorithms,
and have thus mixed mathematical theory with concrete computer code using the
numerical software MATLAB and its PDE-Toolbox.


Umeå, Mats G. Larson
December 2009 Fredrik Bengzon




v

,Acknowledgements




These notes are based on courses given at Chalmers University of Technology and
Umeå University during the last six years and the authors gratefully acknowledge
the contributions of the teachers and students involved.




vii

, Contents




1 Piecewise Polynomial Approximation in 1D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1 Piecewise Polynomial Spaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1.1 The Space of Linear Polynomials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1.2 The Space of Continuous Piecewise Linear Polynomials . . . 2
1.2 Interpolation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.2.1 Linear Interpolation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.2.2 Continuous Piecewise Linear Interpolation . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.3 L2 -projection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.3.1 Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.3.2 Derivation of a Linear System of Equations . . . . . . . . . . . . . . 9
1.3.3 Basic Algorithm to Compute the L2 -projection . . . . . . . . . . . 11
1.4 Quadrature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.4.1 The Mid-point Rule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.4.2 The Trapezoidal Rule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.4.3 Simpson’s Formula . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.5 Computer Implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.5.1 Assembly of the Mass Matrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.5.2 Assembly of the Load Vector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.6 Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

2 The Finite Element Method in 1D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.1 The Finite Element Method for a Model Problem . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.1.1 A Two-point Boundary Value Problem . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.1.2 Variational Formulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.1.3 Finite Element Approximation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.1.4 Derivation of a Linear System of Equations . . . . . . . . . . . . . . 25
2.1.5 Basic Algorithm to Compute the Finite Element Solution . . . 26
2.2 Basic A Priori Error Estimate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.3 Mathematical Modeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.3.1 Derivation of the Stationary Heat Equation . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.3.2 Boundary Conditions for the Heat Equation . . . . . . . . . . . . . . 29


ix

Geschreven voor

Vak

Documentinformatie

Geüpload op
9 oktober 2025
Aantal pagina's
267
Geschreven in
2025/2026
Type
Tentamen (uitwerkingen)
Bevat
Vragen en antwoorden

Onderwerpen

$13.49
Krijg toegang tot het volledige document:

Verkeerd document? Gratis ruilen Binnen 14 dagen na aankoop en voor het downloaden kun je een ander document kiezen. Je kunt het bedrag gewoon opnieuw besteden.
Geschreven door studenten die geslaagd zijn
Direct beschikbaar na je betaling
Online lezen of als PDF

Maak kennis met de verkoper

Seller avatar
De reputatie van een verkoper is gebaseerd op het aantal documenten dat iemand tegen betaling verkocht heeft en de beoordelingen die voor die items ontvangen zijn. Er zijn drie niveau’s te onderscheiden: brons, zilver en goud. Hoe beter de reputatie, hoe meer de kwaliteit van zijn of haar werk te vertrouwen is.
TestsBanks University of Greenwich (London)
Volgen Je moet ingelogd zijn om studenten of vakken te kunnen volgen
Verkocht
1038
Lid sinds
5 jaar
Aantal volgers
188
Documenten
2559
Laatst verkocht
3 dagen geleden
Accounting, Finance, Statistics, Computer Science, Nursing, Chemistry, Biology & More — A+ Test Banks, Study Guides & Solutions

Welcome to TestsBanks! Best Educational Resources for Student I offer test banks, study guides, and solution manuals for all subjects — including specialized test banks and solution manuals for business books. My materials have already supported countless students in achieving higher grades, and I want them to be the guide that makes your academic journey easier too. I’m passionate, approachable, and always focused on quality — because I believe every student deserves the chance to excel. THANKS ALOT!!

Lees meer Lees minder
3.9

158 beoordelingen

5
88
4
22
3
17
2
8
1
23

Recent door jou bekeken

Waarom studenten kiezen voor Stuvia

Gemaakt door medestudenten, geverifieerd door reviews

Kwaliteit die je kunt vertrouwen: geschreven door studenten die slaagden en beoordeeld door anderen die dit document gebruikten.

Niet tevreden? Kies een ander document

Geen zorgen! Je kunt voor hetzelfde geld direct een ander document kiezen dat beter past bij wat je zoekt.

Betaal zoals je wilt, start meteen met leren

Geen abonnement, geen verplichtingen. Betaal zoals je gewend bent via iDeal of creditcard en download je PDF-document meteen.

Student with book image

“Gekocht, gedownload en geslaagd. Zo makkelijk kan het dus zijn.”

Alisha Student

Bezig met je bronvermelding?

Maak nauwkeurige citaten in APA, MLA en Harvard met onze gratis bronnengenerator.

Bezig met je bronvermelding?

Veelgestelde vragen