Detail předmětu

Matematika 2

BAA002 předmět zařazen v 5 studijních plánech

Bc. prez. program BPC-EVB povinný letní semestr 1. ročník 5 kreditů

Bc. prez. program BPC-SI > spVS povinný letní semestr 1. ročník 5 kreditů

Bc. prez. program BPC-MI povinný letní semestr 1. ročník 5 kreditů

Bc. prez. program BPA-SI povinný letní semestr 1. ročník 5 kreditů

Bc. kombin. program BKC-SI povinný letní semestr 1. ročník 5 kreditů

Neurčitý integrál (základní vlastnosti, integrační metody, technika integrování). Určitý integrál (definice Newtonova a Riemannova integrálu, základní vlastnosti a výpočet). Aplikace integrálního počtu v geometrii a fyzice, obsah rovinného obrazce, délka křivky, objem a povrch rotačního tělesa, statické momenty a těžiště. Funkce dvou a více proměnných, limita a spojitost, parciální derivace, implicitní funkce, totální diferenciál, Taylorův rozvoj, extrémy funkcí - lokální a vázané, absolutní extrémy; derivace ve směru, gradient. Křivka, tečna k prostorové křivce, tečná rovina a normála plochy.

Garant předmětu

doc. Ing. Vladislav Kozák, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav matematiky a deskriptivní geometrie

Výsledky učení předmětu

Student bude chápat základní pojmy integrálního počtu funkce jedné proměnné, zvládne principy integrování elementárních funkcí a počítání některých aplikací určitého integrálu (obsahu rovinného obrazce, délky křivky, objemu a povrchu rotačního tělesa, statických momentů a těžiště).
Seznámí se se základními pojmy diferenciálního počtu funkce dvou a více proměnných. Zvládne parciální derivování funkcí více proměnných. Pochopí pojem a geometrickou interpretaci totálního diferenciálu funkce. Naučí se určovat lokální a absolutní extrémy funkce dvou proměnných. Seznámí se s pojmem a výpočtem směrové derivace funkce více proměnných.

Prerekvizity

Znát základy lineární algebry, vektorového počtu a analytické geometrie v prostoru. Znát základy teorie reálné funkce jedné reálné proměnné, umět derivovat elementární funkce.

Korekvizity

Nejsou požadovány.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT - přednášky, cvičení.

Způsob a kritéria hodnocení

Úspěšné absolvování naplánovaných kontrolních testů a odevzdání individuálních domácích úloh uložených učitelem. Nejsou povoleny neomluvené neúčasti studentů ve cvičení.

Cíl

Pochopit základní pojmy integrálního počtu funkce jedné proměnné. Pochopit a zvládnout principy integrování elementárních funkcí. Pochopit některé aplikace určitého integrálu (délka křivky, objem a povrch rotačního tělesa, statické momenty a těžiště). Seznámit se se základními pojmy diferenciálního počtu funkce dvou a více proměnných. Zvládnout parciální derivování funkcí více proměnných, seznámit se s pojmem funkce implicitní. Pochopit pojem a geometrickou interpretaci totálního diferenciálu funkce. Naučit se určovat lokální a absolutní extrémy funkce dvou proměnných. Seznámit se s pojmem a výpočtem směrové derivace funkce více proměnných.

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

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

Přednáška

2 hod./týden, 13 týdnů, nepovinné

Osnova přednášek

1. Primitivní funkce, neurčitý integrál a jejich vlastnosti. Integrace metodou substituční a per partes.
2. Integrace racionální funkce.
3. Integrace goniometrických funkcí. Integrace iracionálních funkcí.
4. Newtonův a Riemannův integrál a jejich vlastnosti.
5. Metoda substituční a per partes pro určitý integrál. Aplikace určitého integrálu.
6. Geometrické a technické aplikace určitého integrálu.
7. Reálná funkce více proměnných. Základní pojmy, složená funkce. Limity posloupností, limita a spojitost funkce 2 proměnných.
8. Parciální derivace, parciální derivace složené funkce, parciální derivace vyšších řádů. Totální diferenciál, totální diferenciály vyšších řádů.
9. Taylorův polynom. Lokální extrémy funkce dvou proměnných.
10. Implicitní funkce jedné proměnné. Implicitní funkce dvou proměnných.
11. Některé věty o spojitých funkcích, vázané a absolutní extrémy.
12. Prostorová křivka, geometrický význam tečného vektoru křivky. Tečná rovina a normála plochy.
13. Skalární pole, derivace ve směru, gradient.

Cvičení

2 hod./týden, 13 týdnů, povinné

Osnova cvičení

1. Opakování diferenciálního počtu (derivování, parciální zlomky).
2. Integrace úpravou a substitucí.
3. Integrace per partes. Integrace racionální funkce.
4. Integrace goniometrických funkcí.
5. Integrace iracionálních funkcí.
6. Určitý integrál a jeho integrační metody.
7. Geometrické aplikace určitého integrálu. Test 1.
8. Geometrické a technické aplikace určitého integrálu.
9. Definiční obor, parciální derivace funkce více proměnných.
10. Totální diferenciál, Taylorův polynom.
11. Lokální extrémy. Test 2.
12. Implicitní funkce. Globální extrémy.
13. Tečná rovina a normála plochy. Zápočet.