Detail předmětu

Aplikovaná matematika

Akademický rok 2023/24

NAB023 předmět zařazen v 1 studijním plánu

NPC-SIK letní semestr 1. ročník

Matematické přístupy k řešení inženýrských problémů, zejména počátečních a okrajových úloh pro obyčejné a parciální diferenciální rovnice.

Garant předmětu

Zajišťuje ústav

Cíl

Pochopit pojem zobecněného řešení obyčejné diferenciální rovnice. Seznámit se s principy moderních metod řešení obyčejných a parciálních diferenciálních rovnic, které se využívají v oboru Konstrukce a dopravní stavby.

Znalosti

Student zvládne předmět do úrovně pochopení základů moderních metod řešení obyčejných a parciálních diferenciálních rovnic, které se využívají v technické praxi.

Osnova

1. Základy teorie obyčejných diferenciálních rovnic z hlediska technických aplikací – pojem klasického řešení, Cauchyovy úloha a okrajové úlohy (jejich klasifikace).
2. Analytické metody řešení okrajových úloh pro obyčejné diferenciální rovnice druhého a čtvrtého řádu.
3. Metody řešení nehomogenních okrajových úloh – Fourierova metoda.
4. Pojem Greenovy funkce, metoda variace konstant.
5. Řešení nelineárních diferenciálních rovnic s danými okrajovými podmínkami.
6. Sobolevovy prostory a pojem zobecněného řešení diferenciálních rovnic a důvody zavedení těchto pojmů.
7. Variační metody řešení výše uvedené problematiky.
8. Úvod do teorie parciálních diferenciálních rovnic ve dvou proměnných – jejich klasifikace a základní pojmy.
9. Pojem klasické řešení okrajové úlohy (jejich klasifikace) a vlastnosti řešení.
10. Laplaceova a Fourierova transformace – základní vlastnosti.
11. Fourierova metoda řešení evolučních rovnic – difuzní úlohy, vlnová rovnice.
12. Laplaceova metoda řešení evolučních rovnic – rovnice vedení tepla.
13. Rovnice z teorie pružnosti.

Prerekvizity

Znalost základů matematické analýzy z kurzů matematiky v BSP a numerických metod.

Jazyk studia

čeština

Kredity

4 kredity

semestr

letní

Způsob a kritéria hodnocení

zápočet a zkouška

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.

Nabízet zahraničním studentům

Nenabízet

Předmět na webu VUT

Přednáška

13 týdnů, 2 hod./týden, nepovinné

Osnova

1. Základy teorie obyčejných diferenciálních rovnic z hlediska technických aplikací – pojem klasického řešení, Cauchyovy úloha a okrajové úlohy (jejich klasifikace). 2. Analytické metody řešení okrajových úloh pro obyčejné diferenciální rovnice druhého a čtvrtého řádu. 3. Metody řešení nehomogenních okrajových úloh – Fourierova metoda. 4. Pojem Greenovy funkce, metoda variace konstant. 5. Řešení nelineárních diferenciálních rovnic s danými okrajovými podmínkami. 6. Sobolevovy prostory a pojem zobecněného řešení diferenciálních rovnic a důvody zavedení těchto pojmů. 7. Variační metody řešení výše uvedené problematiky. 8. Úvod do teorie parciálních diferenciálních rovnic ve dvou proměnných – jejich klasifikace a základní pojmy. 9. Pojem klasické řešení okrajové úlohy (jejich klasifikace) a vlastnosti řešení. 10. Laplaceova a Fourierova transformace – základní vlastnosti. 11. Fourierova metoda řešení evolučních rovnic – difuzní úlohy, vlnová rovnice. 12. Laplaceova metoda řešení evolučních rovnic – rovnice vedení tepla. 13. Rovnice z teorie pružnosti.

Cvičení

13 týdnů, 2 hod./týden, povinné

Osnova

Cvičení navazují přímo na uvedená témata přednášek. 1. Základy teorie obyčejných diferenciálních rovnic z hlediska technických aplikací – pojem klasického řešení, Cauchyovy úloha a okrajové úlohy (jejich klasifikace). 2. Analytické metody řešení okrajových úloh pro obyčejné diferenciální rovnice druhého a čtvrtého řádu. 3. Metody řešení nehomogenních okrajových úloh – Fourierova metoda. 4. Pojem Greenovy funkce, metoda variace konstant. 5. Řešení nelineárních diferenciálních rovnic s danými okrajovými podmínkami. 6. Sobolevovy prostory a pojem zobecněného řešení diferenciálních rovnic a důvody zavedení těchto pojmů. 7. Variační metody řešení výše uvedené problematiky. 8. Úvod do teorie parciálních diferenciálních rovnic ve dvou proměnných – jejich klasifikace a základní pojmy. 9. Pojem klasické řešení okrajové úlohy (jejich klasifikace) a vlastnosti řešení. 10. Laplaceova a Fourierova transformace – základní vlastnosti. 11. Fourierova metoda řešení evolučních rovnic – difuzní úlohy, vlnová rovnice. 12. Laplaceova metoda řešení evolučních rovnic – rovnice vedení tepla. 13. Rovnice z teorie pružnosti.