Detail předmětu

Matematika 2 (KFS)

Akademický rok 2026/27

BAA023-K předmět zařazen v 1 studijním plánu

BKC-SIS letní semestr 1. ročník

Přímá výuka je dělena do tří tematických bloků, každý blok je presentován většinou 4 tématy:

  • Určitý integrál jedné proměnné, aplikace.
  • Reálná funkce více proměnných. Základní pojmy, složená funkce. Limita a spojitost. Parciální derivace.
  • Parciální derivace složené funkce, parciální derivace vyšších řádů. Směrová derivace, gradient. Totální diferenciály.
  • Taylorův polynom. Prostorová křivka, tečný vektor křivky. Tečná rovina a normála plochy. Lokální extrémy funkce dvou proměnných.
  • Vázané extrémy, použití Lagrangeových multiplikátorů. Globální extrémy funkce dvou proměnných. Implicitní funkce jedné a dvou proměnných.
  • Dvojný integrál, výpočet, vlastnosti. Výpočet podle Fubiniovy věty i pomocí transformací (polární souřadnice).
  • Transformace a aplikace dvojného integrálu. Příklad trojného integrálu.
  • Křivkový integrál ve skalárním poli. Vektorové pole, divergence, rotace. Křivkový integrál ve vektorovém poli.
  • Práce, cirkulace Greenova věta. Nezávislost křivkového integrálu na integrační cestě. Potenciál.
  • Obyčejné diferenciální rovnice (DR), základní pojmy. Rovnice prvého řádu, separované.
  • Rovnice prvého řádu, lineární (a exaktní). Homogenní DR n-tého řádu.
  • Homogenní lineární DR s konstantními koeficienty, wronskián.
  • Nehomogenní DR se speciální pravou stranou a metoda variace konstanty. Aplikace DR v technické praxi, okrajové úlohy.

Výsledky učení:

  • odborné znalosti: Po seznámení se základními pojmy diferenciálního počtu funkce dvou proměnných, respektive více proměnných je schopen student se orientovat v odborných předmětech fyzikálního zaměření. Pochopení parciálních derivací, totálního diferenciálu či gradientu je nezbytné pro získání základů vyšší matematiky pro technické university.
  • odborné dovednosti: Student bude chápat základní pojmy integrálního počtu funkce více proměnných a některé aplikace pomocí integrálů jako jsou aplikace pro délku křivky, práce s obecně definovanou křivkou, momenty apod. Jako kruciální jsou pak znalosti v oblasti analytického řešení diferenciálních rovnic.
  • a způsobilosti: Seznámení se s předloženou strukturou výuky umožní studentům se orientovat v geometrickému a fyzikálnímu významu uvedené problematiky. Pojem gradientu či směrových derivací rozšíří technickou představivost studentů.

Kredity

5 kreditů

Jazyk studia

čeština

semestr

letní

Garant předmětu

Zajišťuje ústav

Způsob a kritéria hodnocení

zápočet a zkouška

Základní literatura

Rektorys, K., Přehled užité matematiky, Prometheus, Praha 2000 (cs)
Stein, S. K, Calculus and analytic geometry. New York 1989. (en)
Larson, R.- Hostetler, R.P., Edwards, B.H.: Calculus (with Analytic Geometry). Brooks Cole 2005. (en)

Doporučená literatura

Jirásek, F., Čipera, S., Vacek, M., Sbírka řešených příkladů z matematiky I, SNTL Praha 1986 (cs)
Holický P., Kalenda O., Metody vybraných úloh z matematické analýzy, MatfyzPress, 2006. (cs)
Krbálek M., Funkce více proměnných, FSI VUT v Brně 2021. (cs)
Bhunia, S. C., Pal, S.: Engineering Mathematics. Oxford University Press 2015. (en)
Serge L., Calculus of Several Variables, Springer 2012. (en)

Nabízet zahraničním studentům

Nenabízet

Předmět na webu VUT

Konzultace v kombinovaném studiu

7 týdnů, 2 hod./týden, nepovinné

Samostudium

64 týdnů, 1 hod./týden

Individuální příprava na ukončení

52 týdnů, 1 hod./týden