Detail předmětu

Matematika III

FCH-MCT_MAT3Ak. rok: 2013/2014

Nekonečné řady - číselné, funkční, kritéria konvergence. Mocninné a Taylorovy řady. Věta o integraci a derivaci člene po členu, využití pro integraci funkcí, které nejsou elementárně integrovatelné. Řešení diferenciálních rovnic technikou mocninných řad. Elementární funkce komplexní proměnné, Eulerovy vzorce. Pojem holomorfní funkce, Cauchy-Riemannovy podmínky, křivkový integrál, Cauchyovy vzorce, primitivní funkce. Laurentovy řady, residua a jejich aplikace. Pojem reálné a komplexní harmonické funkce, trigonometrické polynomy. Fourierovy trigonometrické polynomy, fyzikální význam. Fourierovy trigonometrické řady, podmínky konvergence a regularity. Fyzikální význam. Jednorozměrná rovnice vedení tepla (rovnice difúze) a její řešení s využitím Fourierových řad. Fourierova transformace a její fyzikální význam. Slovník Fourierovy transformace a věta o konvoluci. Diracova funkce, její definice ve smyslu distribuce. Využití pro signály s periodickou složkou. Informace o aplikaci ve spektroskopii (apodizační křivky, metody dekonvoluce, rozlišitelnost). Diskrétní a rychlá Fourierova transformace.
Tensory a tensorová pole, jako prostředek k vyjádření lineární závislost skalární či vektorové veličiny na jiných vektorových veličinách (tensor polarizovatelnosti, napětí, deformace, torze, elektromagnetického pole), tensorový tvar fyzikálních zákonů. Informativně metrický tensor, obecně relativistický časoprostor. Pojem hladké variety a tensorového pole na varietách. Operace na tensorových polích indukované metrickým tensorem, kovariantní derivace, Hamiltonův operátor v obecně relativistickém prostoru.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Výsledky učení předmětu

Absolvováním kurzu student získá základní poznatky o Fourierových řadách, Fourierově transformaci a aplikacích zejména ve spektroskopii. Dále získá základní informace o parciálních diferenciálních rovnicích a jejich aplikacích včetně základních numerických metod pro jejich řešení. Základní znalosti dále o tensorech a tensorových polích včetně aplikací.

Prerekvizity

Lineární algebra, diferenciální a integrální počet funkcí jedné a více proměnných, základní pojmy teorie metrických prostorů.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Výuka předmětu je realizována formou: Přednáška - 2 vyučovací hodiny týdně. Vyučujícím a studentům je k dispozici e-learningový systém LMS Moodle.

Způsob a kritéria hodnocení

Zkouška se skládá z části testové a ústní. Celkové hodnocení předmětu je dáno zkouškou.

Osnovy výuky

1. Číselné a funkční nekonečné řady
2. Elementární komplexní funkce reálné a komplexní proměnné, Eulerovy vzorce
3. Pojem harmonické funkce a trigonometrického polynomu, Fourierův trigonometrický polynom
4. Fourierovy trigonometrické řady, aplikace
5. Fourierova transformace, aplikace ve spektroskopii.
6. Tensory a tensorová pole, základní operace, fyzikální aplikace, příklady.
7. Informativně pojem hladké variety, kovariantní derivace tensorových polí, aplikace v obecné teorii relativity.

Učební cíle

Cílem je získat základní znalosti o Fourierových řadách a Fourierově transformaci, jejich významu a apliklacích. Dalším cílem je zvládnout tensory s důrazem na vybrané jejich vybrané typy spolu s algebraickými operacemi. tensorových polí a jejich aplikacemi. Dále pak tensorová pole s operátory a fyzikálními aplikacemi.

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

Účast na přednáškách je nepovinná.

Základní literatura

Klíč A., Dubcová M.: Základy tensorového počtu s aplikacemi. VŠCHT v Praze, Praha 1998. (CS)
Klíč A., Volek K., Dubcová M.: Fourierova transformace, VŠCHT v Praze, Praha 2002. (CS)
Koukal S., Křížek M., Potůček R.: Fourierovy trigonometrické řady a metoda konečných prvků v komplexním oboru. Academia, Praha 2002. (CS)
Havelka, J. Veverka, J.: Matematika - Dif. rovnice - Nekonečné řady (CS)
Eliáš, J., Horváth, J., Kajan, J., Šulka, R.: Zbierka úloh z vyššej matematiky IV, 1972 (CS)

Doporučení literatura

Doupovec M.: Diferenciální geometrie a tensorový počet. FSI VUT Brno, Brno 1999. (CS)
Griffiths P. R.: Chemical Infrared Fourier Transform Spectroscopy. John Wiley, New York 1975. (CS)
Novák, V.: Nekonečné řady, skripta Přf MU (CS)
Novák, V.: Analýza v komplexním oboru, skripta Přf. MU (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program CKCP_CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor CKCO_CZV , 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný

  • Program NPCP_SCH magisterský navazující

    obor NPCO_SCH , 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný
    obor NPCO_SCH , 2 ročník, letní semestr, povinně volitelný

  • Program NKCP_SCH magisterský navazující

    obor NKCO_SCH , 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný
    obor NKCO_SCH , 2 ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor