Detail předmětu

Matematika II-B

FSI-BMAk. rok: 2016/2017

Kurz je věnován základům diferenciálního a integrálního počtu funkcí více proměnných. Speciálně je v rámci kurzu studována tematika parciálních derivací, diferenciálů, extrémů, implicitních funkcí a vícerozměrných integrálů.
Významná část kurzu je věnována aplikacím. Předmět je logickým pokračováním základů matematické analýzy z předcházejícího semestru.
Získané vědomosti jsou předpokladem pro pochopení teoretických základů při studiu dalších odborných předmětů.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

prof. RNDr. Miroslav Doupovec, CSc., dr. h. c.

Zajišťuje ústav

Ústav matematiky (ÚM)

Výsledky učení předmětu

Student získá základní znalosti v matematických disciplinách uvedených v anotaci kurzu, pochopí jejich logickou výstavbu a naučí se řešit matematické úlohy tak, aby byl schopen využívat získané znalosti a dovednosti v technických problémech a používat při tom počítače.

Prerekvizity

Diferenciální a integrální počet funkcí jedné proměnné.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.

Způsob a kritéria hodnocení

POŽADAVKY NA UDĚLENÍ ZÁPOČTU: V rámci cvičení jsou zařazeny 2 kontrolní práce (každá maximálně za 12 bodů) a dále semestrální práce z počítačové podpory (maximálně 1 bod). Celkem je v rámci cvičení možno získat maximálně 25 bodů. Podmínkou udělení zápočtu je získání alespoň 6 bodů z každé kontrolní práce. Studentům, kteří nesplní podmínky zápočtu, bude v průběhu prvních dvou týdnů zkouškového období umožněno napsat opravný test.

FORMA ZKOUŠEK:
Zkouška má povinnou písemnou (případně ústní) část.
Písemná část trvá 120 minut, přičemž budou zadány 3 otázky specifikované níže:
1. otázka: Diferenciální počet funkcí více proměnných.
2. otázka: Dvojný integrál.
3. otázka: Trojný integrál.
Součástí výše uvedených otázek může být i teoretická otázka.

PRAVIDLA KLASIFIKACE
1. Výsledky ze cvičení (maximálně 25 bodů)
2. Výsledky z písemné zkoušky (maximálně 75 bodů)

Klasifikační hodnocení studenta:
0-49 bodů: F
50-59 bodů: E
60-69 bodů: D
70-79 bodů: C
80-89 bodů: B
90-100 bodů: A

Učební cíle

Diferenciální a integrální počet funkcí více proměnných včetně problémů hledání extrémů, výpočtu limit, derivací, diferenciálů, dvojných a trojných integrálů. Součástí cvičení je práce s matematickým software MAPLE.
Cílem předmětu je seznámit studenty se základy teorie matematických disciplin uvedených v anotaci kurzu tak, aby byli schopni studovat technické předměty a obory a řešit příslušné inženýrské problémy. Dalším úkolem předmětu je rozvíjet logické myšlení studentů.

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

Účast na přednáškách je doporučená, účast na cvičeních je konrolovaná. Výuka probíhá dle týdenních rozvrhů. Stanovení způsobu forem nahrazování zameškané výuky je v kompetenci vedoucího cvičení.

Základní literatura

Rektorys K. a spol.: Přehled užité matematiky I,II (SNTL Praha, 1988) (CS)
Thomas G.B. - Finney R.L.: Calculus and Analytic Geometry, 7th edition (EN)

Doporučená literatura

Čermák, J., Nechvátal, L.: Matematika III, Brno, 2016. (CS)
Karásek J.: Matematika II (skriptum VUT) (CS)
Thomas G.B., Finney R.L.: Calculus and Analytic Geometry (7th edition) (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B3A-P bakalářský

    obor B-MTI , 1 ročník, letní semestr, povinný
    obor B-PDS , 1 ročník, letní semestr, povinný

  • Program B3S-P bakalářský

    obor B-S1R , 1 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. RNDr. Jiří Tomáš, Dr.

Osnova

1. Funkce více proměnných, definiční obor, obor hodnot, graf,
metoda řezných rovin., základní vlastnosti funkcí více proměnných.
2. Limita a spojitost.
3. Parciální derivace, gradient, směrová derivace,
4. Diferenciál, tečná rovina,Taylorův polynom, Taylorova věta.
5. Lokální extrémy.
6. Lagrangeovy multiplikátory, globální extrémy.
7. Implicitní funkce.
8. Vícerozměrné integrály, definice, základní vlastnosti .
9. Výpočet integrálů na obdélníku a kvádru.
10. Elementární oblasti, Fubiniho věta.
11. Transformace vícerozměrných integrálů, Jakobián, polární souřadnice.
12. Cylindrické a sférické souřadnice.
13. Aplikace vícerozměrných integrálů.

Cvičení

22 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Tomáš Holec
Ing. Barbora Navrátilová
RNDr. Ludmila Chvalinová, CSc.
doc. RNDr. Jiří Klaška, Dr.
doc. Mgr. Petr Vašík, Ph.D.
Ing. Jan Šútora
Mgr. Jana Hoderová, Ph.D.
prof. RNDr. Jan Čermák, CSc.
doc. RNDr. Jiří Tomáš, Dr.
doc. Mgr. et Mgr. Aleš Návrat, Ph.D.
Mgr. Jiří Jaroslav Kratochvíl, Ph.D.

Osnova

První týden: výpočet nevlastních integrálů a aplikace Riemannova integrálu. Další týdny: cvičení k přednáškám z předchozího týdne.

Cvičení s počítačovou podporou

4 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Miroslav Doupovec, CSc., dr. h. c.

Osnova

Počítačová podpora probíhá na bázi programu MAPLE v počítačové učebně. Povinná témata: Nakreslení grafu funkce více proměnných (zadané explicitně), nakreslení grafu funkce více proměnných (zadané parametricky nebo implicitně), extrémy funkcí více proměnných (grafické znázornění).