Detail předmětu

Aplikovaná matematika

FAST-CA57Ak. rok: 2014/2015

Základy teorie obyčejných diferenciálních rovnic z hlediska technických aplikací – pojem klasického řešení, Cauchyovy úloha a okrajové úlohy (jejich klasifikace). Analytické metody řešení okrajových úloh pro obyčejné diferenciální rovnice druhého a čtvrtého řádu.
Metody řešení nehomogenních okrajových úloh – Fourierova metoda, pojem Greenovy funkce, metoda variace konstant. Řešení nelineárních diferenciálních rovnic s danými okrajovými podmínkami. Sobolevovy prostory a pojem zobecněného řešení diferenciálních rovnic a důvody zavedení těchto pojmů. Variační metody řešení výše uvedené problematiky.
Úvod do teorie parciálních diferenciálních rovnic ve dvou proměnných – jejich klasifikace a základní pojmy. Pojem klasické řešení okrajové úlohy (jejich klasifikace) a vlastnosti řešení.
Laplaceova a Fourierova transformace – základní vlastnosti.
Fourierova metoda řešení evolučních rovnic – difuzní úlohy, vlnová rovnice.
Laplaceova metoda řešení evolučních rovnic - rovnice vedení tepla.
Rovnice z teorie pružnosti.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. Ing. Jiří Vala, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav matematiky a deskriptivní geometrie (MAT)

Výsledky učení předmětu

Pochopit pojem zobecněného řešení obyčejné diferenciální rovnice. Seznámit se s principy moderních metod řešení obyčejných a parciálních diferenciálních rovnic, které se využívají v oboru Konstrukce a dopravní stavby.

Prerekvizity

Znalost základů teorie funkce jedné a více proměnných. Umět derivovat a integrovat funkce jedné a více proměnných.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

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

Způsob a kritéria hodnocení

Úspěšné absolvování naplánovaných kontrolních testů a odevzdání individuálních domácích úloh uložených učitelem. Nejsou povoleny neomluvené neúčasti studentů ve cvičení. Semestrální zkouška se hodnotí součtem bodů z písemného zkoušení (maximálně 70) a bodů ze cvičení (maximálně 30).

Osnovy výuky

1. Základy teorie obyčejných diferenciálních rovnic z hlediska technických aplikací – pojem klasického řešení, Cauchyovy úloha a okrajové úlohy (jejich klasifikace).
2. Analytické metody řešení okrajových úloh pro obyčejné diferenciální rovnice druhého a čtvrtého řádu.
3. Metody řešení nehomogenních okrajových úloh – Fourierova metoda.
4. Pojem Greenovy funkce, metoda variace konstant.
5. Řešení nelineárních diferenciálních rovnic s danými okrajovými podmínkami.
6. Sobolevovy prostory a pojem zobecněného řešení diferenciálních rovnic a důvody zavedení těchto pojmů.
7. Variační metody řešení výše uvedené problematiky.
8. Úvod do teorie parciálních diferenciálních rovnic ve dvou proměnných – jejich klasifikace a základní pojmy.
9. Pojem klasické řešení okrajové úlohy (jejich klasifikace) a vlastnosti řešení.
10. Laplaceova a Fourierova transformace – základní vlastnosti.
11. Fourierova metoda řešení evolučních rovnic – difuzní úlohy, vlnová rovnice.
12. Laplaceova metoda řešení evolučních rovnic - rovnice vedení tepla.
13. Rovnice z teorie pružnosti.

Učební cíle

Pochopit pojem zobecněného řešení obyčejné diferenciální rovnice. Seznámit se s principy moderních metod řešení obyčejných a parciálních diferenciálních rovnic, které se využívají v oboru Konstrukce a dopravní stavby.

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

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Základní literatura

BARTÁK, J., HERRMANN, L., LOVICAR, V., VEJVODA, O.: Partial Differential Equations. Ellis Horwood and SNTL, 1991. (EN)
FARLOW, S. J.: Partial Differential Equations. John Wiley&Sons, 1982. (EN)
MÍKA, S., KUFNER, A.: Okrajové úlohy pro obyčejné diferenciální rovnice.. SNTL, 1983. (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-K-C-SI magisterský navazující

    obor K , 1 ročník, letní semestr, volitelný

  • Program N-P-C-SI magisterský navazující

    obor K , 1 ročník, letní semestr, volitelný

  • Program N-P-E-SI magisterský navazující

    obor K , 1 ročník, letní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jiří Vala, CSc.

Osnova

1. Základy teorie obyčejných diferenciálních rovnic z hlediska technických aplikací – pojem klasického řešení, Cauchyovy úloha a okrajové úlohy (jejich klasifikace).
2. Analytické metody řešení okrajových úloh pro obyčejné diferenciální rovnice druhého a čtvrtého řádu.
3. Metody řešení nehomogenních okrajových úloh – Fourierova metoda.
4. Pojem Greenovy funkce, metoda variace konstant.
5. Řešení nelineárních diferenciálních rovnic s danými okrajovými podmínkami.
6. Sobolevovy prostory a pojem zobecněného řešení diferenciálních rovnic a důvody zavedení těchto pojmů.
7. Variační metody řešení výše uvedené problematiky.
8. Úvod do teorie parciálních diferenciálních rovnic ve dvou proměnných – jejich klasifikace a základní pojmy.
9. Pojem klasické řešení okrajové úlohy (jejich klasifikace) a vlastnosti řešení.
10. Laplaceova a Fourierova transformace – základní vlastnosti.
11. Fourierova metoda řešení evolučních rovnic – difuzní úlohy, vlnová rovnice.
12. Laplaceova metoda řešení evolučních rovnic - rovnice vedení tepla.
13. Rovnice z teorie pružnosti.

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jiří Vala, CSc.

Osnova

Cvičení navazují přímo na uvedená témata přednášek.
1. Základy teorie obyčejných diferenciálních rovnic z hlediska technických aplikací – pojem klasického řešení, Cauchyovy úloha a okrajové úlohy (jejich klasifikace).
2. Analytické metody řešení okrajových úloh pro obyčejné diferenciální rovnice druhého a čtvrtého řádu.
3. Metody řešení nehomogenních okrajových úloh – Fourierova metoda.
4. Pojem Greenovy funkce, metoda variace konstant.
5. Řešení nelineárních diferenciálních rovnic s danými okrajovými podmínkami.
6. Sobolevovy prostory a pojem zobecněného řešení diferenciálních rovnic a důvody zavedení těchto pojmů.
7. Variační metody řešení výše uvedené problematiky.
8. Úvod do teorie parciálních diferenciálních rovnic ve dvou proměnných – jejich klasifikace a základní pojmy.
9. Pojem klasické řešení okrajové úlohy (jejich klasifikace) a vlastnosti řešení.
10. Laplaceova a Fourierova transformace – základní vlastnosti.
11. Fourierova metoda řešení evolučních rovnic – difuzní úlohy, vlnová rovnice.
12. Laplaceova metoda řešení evolučních rovnic - rovnice vedení tepla.
13. Rovnice z teorie pružnosti.