Detail předmětu

Matematika II

FSI-2MAk. rok: 2007/2008

Diferenciální a integrální počet funkcí více proměnných včetně problémů hledání extrémů, výpočtu limit,
derivací, diferenciálů, dvojných a trojných integrálů. Dále jsou probírány křivkové a plošné integrály ve skalárním i vektorovém poli. Součástí cvičení je práce s matematickým softwarem MAPLE.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

8

Zajišťuje ústav

Výsledky učení předmětu

Studenti získají základní znalosti z diferenciálního a integrálního počtu funkcí více proměnných. Budou schopni aplikovat tyto znalosti v technických problémech. Po absolvování předmětu budou studenti připraveni pro studium fyziky, mechaniky a dalších technických disciplín.

Prerekvizity

Lineární algebra, diferenciální a integrální počet funkcí jedné proměnné.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

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

Způsob a kritéria hodnocení

POŽADAVKY NA UDĚLENÍ ZÁPOČTU: Aktivní účast ve cvičeních a klasifikace alespoň jedné z následujících dvou písemných kontrolních prací známkou lepší než "F (nevyhovující)":

První kontrolní práce (7. týden):
1. příklad: Parciální derivace.
2. příklad: Extrémy funkcí více proměnných.
3. příklad: Taylorův polynom.

Druhá kontrolní práce (12. týden):
Tři příklady na dvojné a trojné integrály.

FORMA ZKOUŠEK:
Zkouška má písemnou a ústní část.
Písemka trvá 120 minut, přičemž bude zadáno 5 otázek specifikovaných níže:
1. otázka: parciální derivace, diferenciál, směrová derivace, gradient, nakreslit definiční obor funkce dvou proměnných, určit tečnou rovinu a normálu ke grafu funkce dvou proměnných.
2. otázka: příklad z diferenciálního počtu funkcí více proměnných.
3. otázka: dvojný a trojný integrál.
4. otázka: křivkový a plošný integrál, potenciál.
5. otázka: teoretická otázka nebo jednoduchý příklad z probírané látky.

Základem ústní zkoušky je společné projití písemky.

Zkoušející je povinen předem sdělit posluchačům (nejpozději na poslední přednášce) základní informace o průběhu zkoušky a také hlavní zásady týkající se klasifikace.

PRAVIDLA KLASIFIKACE
První otázka: 2 body.
Druhá až čtvrtá otázka: po pěti bodech.
Pátá otázka: 3 body.
Celkem je možno dosáhnout až 20 bodů.

Výsledná klasifikace:
A (výborně): 20,19 bodů.
B (velmi dobře): 18,17 bodů.
C (dobře): 16,15 bodů.
D (uspokojivě): 14,13 bodů.
E (dostatečně): 12,11,10 bodů.
F (nevyhověl): 0 až 9 bodů.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty se základy diferenciálního a integrálního počtu funkcí více proměnných tak, aby byli schopni studovat technické předměty a obory a řešit příslušné inženýrské problémy. Dalším úkolem předmětu je rozvíjet logické myšlení studentů.

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

Účast na přednáškách je doporučená, účast na cvičeních je kontrolovaná. Výuka probíhá dle týdenních rozvrhů.
Způsob nahrazování zameškané výuky je plně v kompetenci učitele.

Základní literatura

Thomas G.B. - Finney R.L.: Calculus and Analytic Geometry, 7th edition
Sneall D.B. - Hosack J.M.: Calculus, An Integrated Approach
Rektorys K. a spol.: Přehled užité matematiky I,II (SNTL Praha, 1988)
Thomas G. B.: Calculus (Addison Wesley, 2003)
Satunino, L.S., Hille, E., Etgen, J.G.: Calculus: One and Several Variables, Wiley 2002

Doporučená literatura

Karásek J.: Matematika II (skriptum VUT)
Mezník I. - Karásek J. - Miklíček J.: Matematika I pro strojní fakulty (SNTL 1992)
Děmidovič B. P.: Sbírka úloh a cvičení z matematické analýzy
Eliáš J., Horváth J., Kajan J.: Zbierka úloh z vyššej matematiky I, II, III, IV (Alfa Bratislava, 1985)
Rektorys K. a spol.: Přehled užité matematiky I,II (SNTL, 1988)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B3901-3 bakalářský

    obor B3940-00 , 1. ročník, letní semestr, povinný
    obor B3904-00 , 1. ročník, letní semestr, povinný

  • Program B2341-3 bakalářský

    obor B2339-00 , 1. ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1.týden: Funkce více proměnných: základní pojmy, limita a spojitost, parciální derivace.
2.týden: Parciální derivace vyšších řádů, gradient, směrová derivace, diferenciál prvního řádu a vyšších řádů, tečná rovina ke grafu funkce dvou proměnných.
3.týden: Taylorův polynom, lokální extrémy funkcí více proměnných.
4.týden: Vázané extrémy, globální extrémy.
5.týden: Funkce zadané implicitně.
6.týden: Dvojný a trojný integrál, Fubiniova věta: výpočet na normálních množinách.
7.týden: Věta o substituci, cylindrické a sférické souřadnice.
8.týden: Aplikace dvojného a trojného integrálu.
9.týden: Křivky a jejich orientace, křivkový integrál prvního druhu a jeho aplikace.
10.týden: Křivkový integrál druhého druhu a jeho aplikace, Greenova věta.
11.týden: Nezávislost křivkového integrálu na integrační cestě, potenciál, operátory nabla a delta, divergence a rotace vektorového pole.
12.týden: Plochy (parametrické rovnice, pojem orientace plochy), plošný integrál prvního druhu a jeho aplikace.
13.týden: Plošný integrál druhého druhu a jeho aplikace, Gaussova-Ostrogradského a Stokesova věta.

Cvičení s počítačovou podporou

8 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Počítačová podpora probíhá na bázi programu MAPLE v počítačové učebně. Povinná témata: Nakreslení grafu funkce více proměnných (zadané explicitně), nakreslení grafu funkce více proměnných (zadané parametricky nebo implicitně), extrémy funkcí více proměnných (grafické znázornění).