Detail předmětu

Matematika 1

FEKT-BPC-MA1Ak. rok: 2025/2026

Základní matematické pojmy. Funkce, inverzní funkce, posloupnosti. Vektorové prostory, základní pojmy, lineární kombinace vektorů,lineární závislost,nezávislost vektorů, báze, dimenze vektorového prostoru. Matice a determinanty. Soustavy lineárních rovnic a jejich řešení. Diferenciální počet funkcí jedné proměnné, limita, spojitost, derivace funkce. Derivace vyšších řádů, l´Hospitalovo pravidlo, průběh funkce. Integrální počet funkcí jedné proměnné, primitivní funkce, neurčitý integrál. Metody přímé integrace. Metoda per partes, substituční metoda, integrace některých elementárních funkcí. Určitý integrál a jeho aplikace. Nevlastní integrál. Nekonečné číselné řady, kritéria konvergence. Mocninné řady, Taylorova věta, Taylorova řada.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

7

Zajišťuje ústav

Vstupní znalosti

Studenti by měli umět pracovat s výrazy a elementárními funkcemi v rozsahu standardních požadavků k maturitě z matematiky, zejména by měli být schopni upravovat a zjednodušovat výrazy, řešit základní rovnice a nerovnice a nalézt definiční obor a obor hodnot funkce.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Během semestru je ve cvičení možné získat maximálně 30 bodů, rozdělených takto: 

- 10 bodů za půlsemestrální test, 

- 20 bodů za projekty a jejich úspěšnou obhajobu. 

Zápočet získá každý student, který dosáhne ve cvičení nejméně 10 bodů.  Cvičení jsou povinná. Řádně omluvenou neúčast lze nahradit zpracováním domácí úlohy po domluvě s vyučujícím.

Zkouška probíhá písemnou formou a lze za ni získat maximálně 70 bodů.  

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


 

Učební cíle

Předmět si klade za cíl seznámit posluchače se základními principy a metodami vyšší matematiky, bez kterých se při studiu elektrooborů nelze obejít. Důraz je kladen na zvládnutí praktického použití těchto metod k řešení konkrétních úloh, a to včetně využití moderního matematického software.
Student by po absolvování předmětu měli být schopen:

- rozhodnout, zda vektory jsou lineárně nezávislé a zda tvoří bázi vektorového prostoru;
- sčítat a násobit matice, spočítat determinant čtvercové matice do řádu 4x4, spočítat hodnost matice a inverzní matici;
- vyřešit soustavu lineárních rovnic;
- určovat definiční obory a načrtnout grafy elementárních funkcí;
- spočítat limity a asymptoty funkce jedné proměnné, používat L’Hospitalovo pravidlo na výpočet limit;
- derivovat funkce, určit rovnici tečny ke grafu funkce, napsat Taylorův polynom funkce v daném bodě;
- načrtnout graf funkce včetně extrémů, inflexních bodů a asymptot;
- integrovat pomocí základních metod integrování, jako jsou substituce, rozklad na parciální zlomky a per partes;
- počítat určitý integrál, použít substituci i per partes pro výpočet určitého integrálu z funkce;
- spočítat obsah plochy pomocí určitého integrálu, počítat nevlastní integrál;
- rozhodnout o konvergenci číselné řady, určit obor konvergence mocninné řady.

Základní literatura

Brabec, B., Hrůza, B., Matematická analýza II, SNTL, Praha, 1986. (CS)
Kolářová, E., Matematika 1 - Sbírka úloh, 2010, s.1-73. (CS)
Krupková, V., Fuchs, P. ,Matematika 1 (Elektrotechnika, elektronika, komunikační a řídicí technika), VUT Brno, FEKT, UMAT, 2014. s. 1-311 (CS)
Švarc, S. a kol., Matematická analýza I, PC DIR, Brno, 1997. (CS)

Doporučená literatura

Fong, Y., Wang, Y., Calculus, Springer, ISBN‎ 978-9813083011, 2000. (EN)
Goldstein, L.J., Lay, D.C., Schneider, D.I., Asmar, N.H., Calculus & Its Applications, 14th edition, Pearson, ISBN 978-0137400096, 2020. (EN)
Hoffmann, L., Bradley, G., Sobecki, D., Price, M., Applied Calculus for Business, Economics, and the Social and Life Sciences, Expanded 11-th Edition, McGraw-Hill Education, ISBN 978-0073532370, 2012. (EN)
Lial, M.L., Greenwell, R.N., Ritchey, N.P., Calculus with Applications, 11-th edition, Pearson, ISBN 978-0321979421, 2015. (EN)
Ross, K.A., Elementary analysis: The Theory of Calculus, 2nd edition, Springer, ISBN 978-1461462705, 2013. (EN)
Thomas, G.B., Finney, R.L., Calculus and Analytic Geometry, 9th edition, Addison-Wesley Publ. Comp., ISBN 978-0201531749, 1995. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPC-NCP bakalářský 1 ročník, zimní semestr, povinný
  • Program BPC-EMU bakalářský 1 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program BPC-AUD bakalářský

    specializace AUDB-ZVUK , 1 ročník, zimní semestr, povinný
    specializace AUDB-TECH , 1 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program BPC-EKT bakalářský 1 ročník, zimní semestr, povinný
  • Program BPC-IBE bakalářský 1 ročník, zimní semestr, povinný
  • Program BPC-MET bakalářský 1 ročník, zimní semestr, povinný
  • Program BPC-TLI bakalářský 1 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

52 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1. Základní matematické pojmy, funkce, posloupnosti.
2. Vektory - kombinace, závislost a nezávislost vektorů, báze a dimenze vektorového prostoru.
3. Matice a determinanty.
4. Soustavy lineárních rovnic a jejich řešení.
5. Diferenciální počet funkcí jedné proměnné, limita, spojitost, derivace funkce.
6. Derivace vyšších řádů, Taylorova věta.
7. L'Hospitalovo pravidlo, průběh funkce.
8. Integrální počet funkcí jedné proměnné, primitivní funkce, neurčitý integrál. Metody přímé integrace.
9. Metoda per partes, substituční metoda, integrace některých elementárních funkcí.
10. Určitý integrál a jeho aplikace.
11. Nevlastní integrál.
12. Nekonečné číselné řady, kritéria konvergence.
13. Mocninné řady. Taylorova řada.

Cvičení s počítačovou podporou

22 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1. Grafy elementárních funkcí, inverzní funkce, kuželosečky.
2. Matice, determinanty.
3. Řešení soustav lineárních rovnic.
4. Derivace funkce jedné proměnné.
5. Průběh funkce.
6. Výpočet neurčitého a určitého integrálu.
7. Nekonečné řady.

Projekt

4 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Vyučování bude probíhat formou samostatného projektu