Detail předmětu

Funkce komplexní proměnné

FSI-SKF-AAk. rok: 2024/2025

Cilem kurzu je seznamit studenty se zaklady komplexni analyzy jedne promenne. Jeho obsah je nasledujici: komplexni cisla, elementarni funkce komplexni promenne, holomorfni funkce, derivace a krivkovy integral komplexni funkce, meromorfni funkce, Taylorova a Laurentova rada, reziduum a reziduova veta, aplikace reziduove vety na vypocet urcitych integralu. Konformni zobrazeni, homografie a dalsi priklady konformnich zobrazeni. Laplaceova transformace, zakladni vlastnosti, jednotkovy impuls a Diracova delta funkce, aplikace na reseni diferencialnich rovnic a systemu, Fourierova transformace.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

6

Garant předmětu

prof. RNDr. Miloslav Druckmüller, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav matematiky (ÚM)

Vstupní znalosti

Analýza v reálném oboru na úrovni základního kurzu

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Zápočet na základě testu
Zkouška písemná event. i ústní
Nahrazení zameškané výuky je možné absolvováním testu.

Učební cíle

Cilem predmetu je seznamit studenty se zakladnimi vlastnostmi komplexnich cisel a funkci komplexni promenne, s priklady aplikaci komplexni analyzy, a dale se zaklady operatoroveho poctu a jeho pouziti pri reseni fyzikalnich uloh.
Predmet Funkce komplexni promenne umoznuje studentum ziskat zakladni dovednosti v pouziti komplexnich cisel, vypoctu integralu pomoci rezidui, v pouziti konformnich zobrazeni a Laplaceovy a Fourierovy transformace.

Základní literatura

Markushevich A.,I., Silverman R., A.:Theory of Functions of a Complex Variable, AMS Publishing, 2005
Šulista M.: Základy analýzy v komplexním oboru. SNTL Praha 1981

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-MAI-A magisterský navazující, 1. ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Miloslav Druckmüller, CSc.

Osnova

1. Komlexní čísla, Gaussova rovina a Riemannova sféra
2. Funkce komplexní proměnné. Limita a spojitost. Elementární funkce komplexní proměnné.
3. Derivace funkce komplexní proměnné, holomorfní funkce, Cauchy-Riemannovy rovnice.
4. Harmonická funkce. Geometrický význam funkce komplexní proměnné a její derivace.
5. Posloupnosti a řady komplexních čísel. Mocninné řady. Stejnoměrná konvergence řad funkcí.
6. Integrál funkce komplexní proměnné.
7. Existence primitivní funkce na jednoduše souvislé oblasti.
8. Cauchyho věta, Cauchyho integrální vzorec
9. Věta o jednoznačnosti holomorfních funkcí 
10. Izolované singulární body, Laurentova řada.
11. Rezidua . 
12. Konformní zobrazení.
13. Fourierova transformace

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Miloslav Druckmüller, CSc.

Osnova

1. Algebra komplexních čísel, převody mezi různými tvary, výpočet mocnin a odmocnin pomocí Moivreovy věty.2. Geometrie v Gaussově rovině, popis kružnice, přímky atd., řešení nerovnic v komplexních číslech. Vlastnosti elementárních funkcí.3. Výpočet komplexní derivace, ověřování Cauchy-Riemannových rovnic.4. Výpočet konjugované harmonické funkce, geometrický význam derivace funkce komplexní proměnné.5. Posloupnosti a řady komplexních čísel, mocninné řady, poloměr konvergence.6. Stejnoměrná konvergence řad funkcí, Weierstrassovo kriterium.7. Výpočet křivkového integrálu pomocí parametrizace a pomocí primitivní funkce.8. Výpočet indexu křivky. Integrování pomocí Cauchyho vzorců.9. Rozvoje holomorfních funkcí do mocninných řad. Rozvoje racionálních funkcí v různých bodech. Výpočet poloměru konvergence.10. Výpočty integrálů z meromorfních funkcí pomocí reziduové věty. Rozvoje do Laurentovy řady.11. Integrování reálných funkcí pomocí Reziduové věty.12. Konformní zobrazení. Zobrazování oblastí omezených přímkami a kružnicemi na sebe.13. Laplaceova transformace jednoduchých funkcí. Goniometrické a hypergeometrické funkce, Diracova delta funkce.