310-3240/02 – Aplikovaná matematika (AM)
Garantující katedra | Katedra matematiky a deskriptivní geometrie | Kredity | 6 |
Garant předmětu | Mgr. Jiří Vrbický, Ph.D. | Garant verze předmětu | Mgr. Jiří Vrbický, Ph.D. |
Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinně volitelný |
Ročník | 1 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
Rok zavedení | 2019/2020 | Rok zrušení | 2020/2021 |
Určeno pro fakulty | FMT | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Cílem předmětu je naučit studenty nejenom základní matematické poznatky, postupy a metody, ale rovněž prohlubovat jejich logické myšlení.
Studenti by se měli naučit:
analyzovat problém, navrhnout postup řešení, vyhodnocovat správnost výsledků vzhledem k zadaným podmínkám, aplikovat úlohy na řešení technických problémů.
Vyučovací metody
Přednášky
Individuální konzultace
Cvičení (v učebně)
Ostatní aktivity
Anotace
Obsahem předmětu je funkce komplexní proměnné, základy tenzorového počtu a rovnice matematické fyziky. Důraz je kladen na aplikace metod na řešení modelových úloh.
Povinná literatura:
Doporučená literatura:
[1] Aramanovič,I.G. a j.: Funkcie komplexnej premennej. Operátorový počet. Teória stability. ALFA Bratislava, SNTLPraha, 1973, ISBN 63-552-73
[2] Škrášek, J.,Tichý, Z.: Základy aplikované matematiky I,II, Praha, SNTL 1986, ISBN 014-0544-89
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Podmínky absolvování předmětu
Podmínky pro udělení zápočtu:
- účast ve cvičení, 20 % neúčasti lze omluvit,
- odevzdání programů zadaných vedoucím cvičení v předepsané úpravě,
- absolvování písemných testů, každý test je možno jednou opravit.
Za splnění podmínek získá student 5 b. Za testy může získat student 0 - 15 b. (Student, který získá zápočet, bude
hodnocen 5 - 20 b).
Požadavky ke zkoušce:
Podmínkou pro účast na zkoušce je zapsaný zápočet z příslušného předmětu.
Písemná část zkoušky bude hodnocena 0 - 60 body, za její úspěšné absolvování bude považován zisk 25 bodů.
Ústní část zkoušky bude hodnocena 0 - 20 body, za její úspěšné absolvování bude považován zisk 5 bodů.
Po sečtení bodů získaných za zápočet, písemnou a ústní část zkoušky bude student hodnocen výborně, velmi dobře,
dobře a nevyhověl, podle tabulky studijního a zkušebního řádu VŠB - TUO.
Pro zapsání zkoušky podle tabulky musí student úspěšně absolvovat obě části kombinované zkoušky a dosáhnout potřebného
počtu bodů.
Bodové hodnocení:
Získané body Známka
86 - 100 výborně
66 - 85 velmi dobře
51 - 65 dobře
0 - 50 nevyhověl
Kombinovaná forma studia:
Vypracování dvou semestrálních programů : 1) funkce komplexní proměnné, 2) tenzorový počet.
Budou kontrolovány vyučujícím do 14 dnů po odevzdání a výsledky budou studentům zaslány mailem prostřednictvím IS.
Absolvování zápočtového testu - výsledky zápočtového testu budou studentům sděleny po jeho absolvování.
Zadání programu a vzorová písemka na http://homel.vsb.cz/~vrb50/
E-learning
http://www.studopory.vsb.cz
http://mdg.vsb.cz/M/
http://am.vsb.cz/bouchala
http://am.vsb.cz/kozubek
Další požadavky na studenta
Žádné další speciální požadavky na studenta nejsou.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Prezenční forma studia
1. FUNKCE KOMPLEXNÍ PROMĚNNÉ. Komplexní čísla, základní operace. Posloupnosti komplexních čísel.
2. Funkce komplexní proměnné. Základní elementární funkce komplexní proměnné. Derivace funkce komplexní proměnné
3. Integrál funkce komplexní proměnné. Cauchyho věta. Cauchyho integrální formule.
4. Řady funkce komplexní proměnné. Funkční řady. Mocninné řady. Taylorova řada. Laurentova řada.
5. Singulární body. Reziduum. Reziduová věta. ZÁKLADY TENZOROVÉHO POČTU. Skalár, vektor, tenzor. Vektorové operace, jejich vlastnosti a použití.
6. Vektorové diferenciální operace, vlastnosti a vztahy. Tenzory 2.řádu. Tenzorové operace a jejich vlastnosti.
7. Diferenciální operace s tenzory. Hlavní směry a invarianty symetrického tenzoru 2.řádu.
8. Základy teorie pole. Skalární a vektorové pole. Gradient skalárního pole. Skalární potenciál. Divergence a rotace vektorového pole. Tok vektoru uzavřenou plochou (věta Gaussova).
9. ROVNICE MATEMATICKÉ FYZIKY. Lineární parciální diferenciální rovnice 2.řádu a jejich klasifikace. Podmínky počáteční, okrajové. Formulace okrajových úloh. Některé analytické metody řešení okrajových úloh rovnic parabolického typu.
10. Analytické metody: Metoda separace proměnných (Fourierova metoda). Hledání partikulárních řešení pomocí homogenních okrajových podmínek. Řešení dané počátečními podmínkami. Okrajové podmínky nehomogenní.
11. Použití teorie podobnosti na rovnici vedení tepla. Zavedení bezrozměrných kritérií. Řešení modelových úloh: Ohřívání desky konečné tloušťky
12. Metoda kombinace proměnných (metoda podobnostní transformace). Nestacionární vedení tepla v poloomezeném tělese. Difúze v poloprostoru. Metoda fundamentálního řešení (metoda Greenovy funkce). Nestacionární vedení tepla mezi dvěma poloprostory.
13. Numerická metoda: Metoda konečných diferencí (metoda sítí). Explicitní metoda, implicitní metoda, Crank-Nicolsonova metoda. Stabilita a konvergence metod. Porovnání metod.
14. Rezerva
Kombinovaná forma studia
1.blok
FUNKCE KOMPLEXNÍ PROMĚNNÉ. Komplexní čísla, základní operace. Posloupnosti komplexních čísel. Funkce komplexní
proměnné. Základní elementární funkce komplexní proměnné. Derivace funkce komplexní proměnné. Integrál funkce komplexní
proměnné. Cauchyho věta. Cauchyho integrální formule. Řady funkce komplexní proměnné. Funkční řady. Mocninné řady.
Taylorova řada. Laurentova řada.Singulární body. Reziduum. Reziduová věta.
2.blok
ZÁKLADY TENZOROVÉHO POČTU. Skalár, vektor, tenzor. Vektorové operace, jejich vlastnosti a použití.
Vektorové diferenciální operace, vlastnosti a vztahy. Tenzory 2.řádu. Tenzorové operace a jejich vlastnosti. Diferenciální
operace s tenzory. Hlavní směry a invarianty symetrického tenzoru 2.řádu.Základy teorie pole. Skalární a vektorové
pole. Gradient skalárního pole. Skalární potenciál. Divergence a rotace vektorového pole. Tok vektoru uzavřenou
plochou (věta Gaussova).
3.blok
ROVNICE MATEMATICKÉ FYZIKY Problematika počátečních a okrajových úloh. Typy okrajových podmínek. Formulace
okrajových úloh. Některé analytické metody řešení okrajových úloh parciálních diferenciálních rovnic parabolického
typu.. Metoda separace proměnných (Fourierova metoda).
Metoda kombinace proměnných (metoda podobnostní transformace). Metoda fundamentálního řešení (metoda Greenovy funkce).
Aplikace metod na řešení modelových úloh.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.