Detail předmětu
Rovnice matematické fyziky I
FSI-9RF1Ak. rok: 2023/2024
Parciální diferenciální rovnice - základní pojmy. Rovnice prvního řádu.
Klasifikace a kanonický tvar rovnic druhého řádu. Odvození vybraných rovnic matematické fyziky, formulace počátečních a okrajových úloh.
Klasické metody: metoda charakteristik, Fourierova metoda řad, metoda integrální transformace, metoda Greenovy funkce. Principy maxima.
Vlastnosti řešení eliptických, parabolických a hyperbolických rovnic.
Jazyk výuky
čeština
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Vstupní znalosti
Řešení algebraických rovnic a soustav lineárních rovnic, diferenciální a integrální počet funkce jedné a více proměnných, obyčejné diferenciální rovnice.
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
Zkouška se skládá z praktické a teoretické části.
Praktická část: řešení zadaných příkladů
1. rovnice prvního řádu,
2. rovnice druhého řádu, klasifikace a převedení na kanonický tvar
3. formulace počáteční okrajové úlohy pro rovnici vedení tepla v tyči
nebo kmitání struny a její řešení Fourierovou metodou řad.
Teoretická část: 3 otázky z probrané teorie.
V případě absence student si musí doplnit zameškanou látku samostudiem ze skript.
Praktická část: řešení zadaných příkladů
1. rovnice prvního řádu,
2. rovnice druhého řádu, klasifikace a převedení na kanonický tvar
3. formulace počáteční okrajové úlohy pro rovnici vedení tepla v tyči
nebo kmitání struny a její řešení Fourierovou metodou řad.
Teoretická část: 3 otázky z probrané teorie.
V případě absence student si musí doplnit zameškanou látku samostudiem ze skript.
Učební cíle
Cílem kurzu je seznámit posluchače s parciálními diferenciálními rovnicemi,
zejména rovnicemi matematické fyziky, jejich základními vlastnostmi a jejich
použitím v matematickém modelování, naučit formulovat počáteční a okrajové
úlohy modelující vybrané konkrétní fyzikální situace. Seznámit s klasickými
metodami řešení a naučit řešit jednoduché úlohy matematické fyziky.
Základy teorie parciálních diferenciálních rovnic a přehled o možnostech jejich využití při matematickém modelování. Dovednost sestavit matematický model konkrétních vybraných fyzikálních situací a v jednoduchých případech spočítat řešení.
zejména rovnicemi matematické fyziky, jejich základními vlastnostmi a jejich
použitím v matematickém modelování, naučit formulovat počáteční a okrajové
úlohy modelující vybrané konkrétní fyzikální situace. Seznámit s klasickými
metodami řešení a naučit řešit jednoduché úlohy matematické fyziky.
Základy teorie parciálních diferenciálních rovnic a přehled o možnostech jejich využití při matematickém modelování. Dovednost sestavit matematický model konkrétních vybraných fyzikálních situací a v jednoduchých případech spočítat řešení.
Základní literatura
Arsenin, V. J.: Metody matematičeskoj fyziky i specialnyje funkcii, Nauka, Moskva 1974, překlad do slovenštiny: Matematická fyzika. Základné rovnice a špeciálne funkcie. Alfa, Bratislava, 1977. (RU)
Evans, L. C.: Partial differential equations, American Math. Society Providence 1998. (EN)
Sobolev, S. L.: Partial differential equations of mathematical physics Pergamon Press, Oxford 1964 (EN)
T. A. Bick: Elementary boundary value problems. Marcel Dekker, New York 1993 (EN)
Williams, W. E.: Partial Differential Equations, Clarendon Press, Oxford 1980. (EN)
Evans, L. C.: Partial differential equations, American Math. Society Providence 1998. (EN)
Sobolev, S. L.: Partial differential equations of mathematical physics Pergamon Press, Oxford 1964 (EN)
T. A. Bick: Elementary boundary value problems. Marcel Dekker, New York 1993 (EN)
Williams, W. E.: Partial Differential Equations, Clarendon Press, Oxford 1980. (EN)
Doporučená literatura
Drábek, P., Holubová, G.: Elements of Partial Differential Equations, De Gruyter, Berlin, 2014 (EN)
J. Franců: Parciální diferenciální rovnice. Akad. nakl. CERM, Brno 2011 (CS)
Renardy, M., Rogers, R., C.: An introduction to partial differential equations, Springer, New York 2004. (EN)
V. J. Arsenin: Matematická fyzika, Alfa, Bratislava 1977 (SK)
J. Franců: Parciální diferenciální rovnice. Akad. nakl. CERM, Brno 2011 (CS)
Renardy, M., Rogers, R., C.: An introduction to partial differential equations, Springer, New York 2004. (EN)
V. J. Arsenin: Matematická fyzika, Alfa, Bratislava 1977 (SK)
Elearning
eLearning: aktuální otevřený kurz
Zařazení předmětu ve studijních plánech
Typ (způsob) výuky
Přednáška
20 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Úvod, rovnice prvního řádu.
2. Rovnice druhého řádu, klasifikace a kanonický tvar.
3.-4. Odvození vybraných rovnic matematické fyziky a formulace počátečních a okrajových úloh.
5. Metoda charakteristik.
6. Fourierova metoda řad.
7. Metoda integrální transformace.
8. Metoda Greenových funkcí.
9. Principy maxima a harmonické funkce.
10. Souhrn, srovnání vlastností řešení hyperbolických, parabolických a eliptických rovnic.
2. Rovnice druhého řádu, klasifikace a kanonický tvar.
3.-4. Odvození vybraných rovnic matematické fyziky a formulace počátečních a okrajových úloh.
5. Metoda charakteristik.
6. Fourierova metoda řad.
7. Metoda integrální transformace.
8. Metoda Greenových funkcí.
9. Principy maxima a harmonické funkce.
10. Souhrn, srovnání vlastností řešení hyperbolických, parabolických a eliptických rovnic.
Elearning
eLearning: aktuální otevřený kurz