Detail předmětu
Matematika 3 (G)
FAST-BAA010Ak. rok: 2022/2023
Dvojný a trojný integrál, základní vlastnosti a výpočet. Transformace dvojného a trojného integrálu a jejich aplikace.
Křivkový integrál 1.a 2.druhu, základní vlastnosti a výpočet. Nezávislost křivkového integrálu na integrační cestě. Greenova věta.
Obyčejné diferenciální rovnice (DR) prvního řádu, existence a jednoznačnost řešení. DR se separovanými proměnnými, homogenní, lineární a exaktní DR. Ortogonální a izogonální trajektorie, obálka soustavy křivek. Lineární DR n-tého řádu, obecné řešení, základní vlastnosti řešení. Lineární DR s konstantními koeficienty.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Prerekvizity
Umět řešit integrály funkce jedné reálné proměnné, znát jejich základní aplikace.
Osnovy výuky
2. Transformace dvojného integrálu, geometrický a fyzikální význam dvojného integrálu.
3. Výpočet a transformace trojného integrálu.
4. Fyzikální a geometrický význam trojného integrálu.
5. Křivkový integrál ve skalárním poli (definice, jeho vlastnosti, výpočet a aplikace).
6. Vektorové pole (divergence, rotace vektorového pole), křivkový integrál ve vektorovém poli (definice, jeho vlastnosti, výpočet).
7. Nezávislost křivkového integrálu na integrační cestě. Fyzikální aplikace.
8. Greenova věta, aplikace – obsah rovinné oblasti.
9. Diferenciální rovnice (dále DR), základní pojmy. Existence a jednoznačnost řešení DR y´= f(x,y). DR prvního řádu - separovaná, homogenní.
10. Lineární a exaktní DR. Ortogonální a izogonální trajektorie.
11. Lineární DR n-tého řádu (dále LDR n-tého řádu), lineární nezávislost řešení, wronskián, struktura řešení.
12. Homogenní LDR n-tého řádu s konstantními koeficienty. Řešení nehomogenní LDR n-tého řádu se speciální pravou stranou.
13. Dokončení přednášky. Metoda variace konstant.
Učební cíle
Seznámit se s křivkovými integrály ve skalárním a vektorovém poli a jejich aplikacemi. Zvládnout výpočet jednoduchých křivkových integrálů.
Seznámit se s vybranými diferenciálními rovnicemi (DR) prvního řádu, problematikou existence a jednoznačnosti řešení DR. Naučit se analyticky řešit DR separovanou, lineární, homogenní prvního řádu, exaktní. Zvládnout kalkul řešení nehomogenní lineární DR n-tého řádu se speciální pravou stranou i obecnou metodu variace konstant. Pochopit strukturu řešení nehomogenních lineárních DR n-tého řádu. Pochopit problematiku ortogonálních a izogonálních trajektorií.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Základní literatura
Daněček Josef, Dlouhý Oldřich, Přibyl Oto. Matematika II, Modul 2, Křivkové integrály, Brno, VUT, FAST, Studijní opora, 2004 (CS)
Diblík Josef, Přibyl Oto. Obyčejné diferenciální rovnice 1, Modul 3, Brno, VUT, FAST, Studijní opora, 2004 (CS)
Diblík Josef, Přibyl Oto. Obyčejné diferenciální rovnice 2, Modul 4, Brno, VUT, FAST, Studijní opora, 2004 (CS)
Doporučená literatura
Klaus Weltner, S. T. John, Wolfgang J. Weber, Peter Schuster, Jean Grosjean. Mathematics for Physicists and Engineers: Fundamentals and Interactive Study Guide, Springer, 2023. (EN)
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program BPC-GK bakalářský 2 ročník, zimní semestr, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
Cvičení
Vyučující / Lektor
Osnova