Detail předmětu

Moderní metody řešení diferenciálních rovnic

FSI-SDRAk. rok: 2010/2011

Předmět podává přehled moderních metod řešení diferenciálních rovnic založených na funkcionální analýze. Předmet se zabývá se následujícími okruhy:
Přehled prostorů funkcí s integrovatelnými derivacemi.
Lineární eliptické rovnice: slabá a variační formulace okrajových úloh, existence a jednoznačnost řešení, přibližná řešení a jejich konvergence.
Specifika nelineárních úloh. Slabá a variační formulace nelineárních koercivních úloh, existence řešení. Aplikace na vybrané rovnice matematické fyziky.
Úvod do stochastických diferenciálních rovnic.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. RNDr. Jan Franců, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav matematiky (ÚM)

Výsledky učení předmětu

Studenti získají orientaci v zobecněných formulacích (slabých a variačních) úloh pro parciální i obyčejné diferenciální rovnice a konstrukci přibližných řešení používaných pro numerické výpočty. Získají také představu o stochastickém integrálu a stochastických diferenciálních rovnicích.

Prerekvizity

Diferenciální a integrální počet funkcí jedné a více reálných proměnných,
obyčejné a parciální diferenciální rovnice, funkcionální analýza a prostory funkcí,
teorie pravděpodobnosti.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Zápočet: aktivní účast ve výuce.
Zkouška - praktická část testuje schopnost vzájemně převádět slabou, variační a klasickou formulaci konkrétní nelineární okrajové úlohy a analyzovat její zobecněné řešení. Teoretická část obsahuje 4 otázky z přednesené látky.

Učební cíle

Cílem kurzu je podat posluchačům přehled moderních metod řešení okrajových úloh pro diferenciální rovnice pomocí prostorů funkcí a funkcionální analýzy včetně konstrukce přibližných řešení.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Pří nepřítomnosti si student musí doplnit zameškanou látku samostudiem.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2A-P magisterský navazující

    obor M-MAI , 2 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Jan Franců, CSc.

Osnova

1. Motivace. Přehled vybraných prostředků funkcionální analýzy.
2. Lebesgueovy prostory, zobecněné funkce, popis hranice oblasti.
3. Sobolevovy prostory, různá zavedení, věty o vnoření, věta o stopách, duální prostory.
4. Slabá formulace lineárních eliptických rovnic.
5. Laxovo-Milgramovo lemma a existence a jednoznačnost řešení.
6. Variační formulace, konstrukce přibližných řešení.
7. Specifika nelineárních úloh, různé nelinearity.
8. Němyckého operátory, slabá formulace stacionárních nelineárních rovnic.
9. Variační formulace nelineárních rovnic.
10. Monotónní operátory a jejich použití.
11. Aplikace metod na vybrané rovnice matematické fyziky.
12. Úvod do stochastických diferenciánlních rovnic.
13. Rezerva.

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Jan Franců, CSc.

Osnova

Ilustrace pojmů na příkladech a použití vět a teoretických výsledků z přednášek
v konkrétních situacích a na vybraných rovnicích matematické fyziky.