MIMINF:Analiza matematyczna 2: Różnice pomiędzy wersjami

Z Studia Informatyczne
Przejdź do nawigacjiPrzejdź do wyszukiwania
Diks (dyskusja | edycje)
Janusz (dyskusja | edycje)
Nie podano opisu zmian
 
(Nie pokazano 6 wersji utworzonych przez 2 użytkowników)
Linia 3: Linia 3:


== Opis ==
== Opis ==
Podstawowe pojęcia i metody rachunku różniczkowego i całkowego funkcji jednej i wielu zmiennych.
Rachunek całkowy funkcji jednej zmiennej, przestrzenie metryczne i ciągłość funkcji wielu zmiennych, rachunek różniczkowy wielu zmiennych, rachunek całkowy wielu zmiennych, równania różniczkowe zwyczajne.


== Sylabus ==
== Sylabus ==


=== Autorzy ===
=== Autorzy ===
* Paweł Strzelecki — Uniwersytet Warszawski, Wydział Matematyki, Informatyki i Mechaniki, Instytut Matematyki
* Marcin Moszyński — Uniwersytet Warszawski, Wydział Matematyki, Informatyki i Mechaniki, Instytut Matematyki,
* Jerzy Tyszkiewicz — Uniwersytet Warszawski, Wydział Matematyki, Informatyki i Mechaniki, Instytut Informatyki
* Paweł Strzelecki — Uniwersytet Warszawski, Wydział Matematyki, Informatyki i Mechaniki, Instytut Matematyki,
* Jerzy Tyszkiewicz — Uniwersytet Warszawski, Wydział Matematyki, Informatyki i Mechaniki, Instytut Informatyki.


=== Wymagania wstępne ===
=== Wymagania wstępne ===
Linia 15: Linia 16:


=== Zawartość ===
=== Zawartość ===
* Funkcje wielu zmiennych:  
 
** pojęcie pochodnej
# Rachunek całkowy funkcji jednej zmiennej: całka nieoznaczona i oznaczona, całkowanie przez części i przez podstawienie, całkowanie funkcji wymiernych, informacje o typowych podstawieniach, całka Riemanna, całkowalność i zbieżność sum Riemanna dla funkcji ciągłych, elementarne własności całki Riemanna, podstawowe twierdzenie rachunku całkowego, twierdzenie (tzw. "I-sze") o wartości średniej, całki niewłaściwe (szkic).
** wzór Taylora
# Przestrzenie metryczne i ciągłość funkcji wielu zmiennych: przykłady metryk, normy, zbiory otwarte i domknięte, zbieżność ciągów w przestrzeniach metrycznych, zwartość w R^n i twierdzenie Bolzano Weierstrassa, granica i ciągłość funkcji, ciągłość funkcji a otwartość/domkniętość zbiorów, twierdzenie Weierstrassa o osiąganiu kresów dla funkcji wielu zmiennych.
** zamiana zmiennych (dyfeomorfizmy)
# Rachunek różniczkowy funkcji wielu zmiennych: pochodna funkcji wektorowej 1-nej zmiennej, pochodne cząstkowe i tw. o ekstremach lokalnych, pochodna kierunkowa, różniczka, macierz Jakobiego i jakobian, ciągłość funkcji różniczkowalnych i różniczkowalność funkcji klasy C^1, różniczka złożenia i reguła "łańcuchowa", ekstrema warunkowe i tw. o mnożnikach Lagrange'a, różniczkowanie a lokalna odwracalność, pochodne cząstkowe wyższych rzędów, macierz Hessego i warunki dostateczne na ekstrema lokalne.
** informacja o twierdzeniu o funkcji uwikłanej i odwrotnej
# Rachunek całkowy wielu zmiennych: definicja całki [wybór podejścia - do wyboru], twierdzenie Fubiniego, całkowanie przez podstawienie, współrzędne biegunowe i sferyczne.
* Całki wielokrotne (w sensie Riemanna), całki iterowane, zamiana zmiennych
# Równania różniczkowe zwyczajne: równania różniczkowe rzędu pierwszego i problem istnienia rozwiązań, przykładowe twierdzenie o istnieniu i jednoznaczności rozwiązań zagadnienia Cauchy'ego (np. dla rozwiązań globalnych), równania skalarne rzędu 1: "o zmiennych rozdzielonych", "liniowe" (w tym "uzmiennianie stałej" w wymiarze 1) i przykłady modeli matematycznych (np. "narodzin i śmierci" Malthusa, "logistyczny", populacji z migracją, modele mutacji w genetyce), n-wymiarowe równania autonomiczne rzędu 1 (pojęcia: przestrzeń fazowa, orbity, pole wektorowe, całka pierwsza), układy równań różniczkowych „liniowych” jednorodnych i metoda znajdowania rozwiązań w przypadku stałych współczynników, sprowadzanie równań skalarnych wyższych rzędów do wektorowych równań rzędu 1, przykład: oscylator harmoniczny.
* Równania różniczkowe:  
 
** podstawowe pojęcia równań różniczkowych (przestrzeń fazowa, trajektorie, potok,...)  
[Uwaga: w tym wykładzie, z konieczności, bardzo wiele twierdzeń musi być formułowanych bez dowodów; jednocześnie wykład powinien zawierać wiele ilustracji przykładami - np. użycia twierdzeń.]
** przykłady równań różniczkowych  
 
** najprostsze rozwiązania, całki pierwsze
** układy równań liniowych i własności rozwiązań


===Literatura===
===Literatura===
# W. Rudin, ''Podstawy analizy matematycznej'', Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1982.
# Wybrane rozdziały z podręcznika: Witold Kołodziej, Analiza matematyczna, PWN, 1978.
# W. Rudnicki, ''Wykłady z analizy matematycznej'', Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2001.
# J. Ombach, ''Wykłady z równań różniczkowych wspomagane komputerowo – Maple'' wyd. II'',  Wydawnictwo Uniwersytetu Jagiellońskiego, Kraków 1999.
# G.M. Fichtenholz, ''Rachunek różniczkowy i całkowy'', tom I, II i III, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1978.
# L. Drużkowski, ''Analiza matematyczna dla fizyków. I. Podstawy'', Skrypt Uniwersytetu Jagiellońskiego, Kraków 1995.
# L. Drużkowski, ''Analiza matematyczna dla fizyków. II. Wybrane zagadnienia'', Skrypt Uniwersytetu Jagiellońskiego, Kraków 1997.
# A. Birkholc, ''Analiza matematyczna. Funkcje wielu zmiennych'', Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2002.
# W. Krysicki, L. Włodarski, ''Analiza matematyczna w zadaniach'', część I i II, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1986.
# J. Banaś, S. Wędrychowicz, ''Zbiór zadań z analizy matematycznej'', Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2001.


<!--
<!--

Aktualna wersja na dzień 01:12, 13 sty 2009

Forma zajęć

Wykład (45 godzin) + ćwiczenia (45 godzin)

Opis

Rachunek całkowy funkcji jednej zmiennej, przestrzenie metryczne i ciągłość funkcji wielu zmiennych, rachunek różniczkowy wielu zmiennych, rachunek całkowy wielu zmiennych, równania różniczkowe zwyczajne.

Sylabus

Autorzy

  • Marcin Moszyński — Uniwersytet Warszawski, Wydział Matematyki, Informatyki i Mechaniki, Instytut Matematyki,
  • Paweł Strzelecki — Uniwersytet Warszawski, Wydział Matematyki, Informatyki i Mechaniki, Instytut Matematyki,
  • Jerzy Tyszkiewicz — Uniwersytet Warszawski, Wydział Matematyki, Informatyki i Mechaniki, Instytut Informatyki.

Wymagania wstępne

  • Analiza matematyczna 1 oraz Algebra liniowa.

Zawartość

  1. Rachunek całkowy funkcji jednej zmiennej: całka nieoznaczona i oznaczona, całkowanie przez części i przez podstawienie, całkowanie funkcji wymiernych, informacje o typowych podstawieniach, całka Riemanna, całkowalność i zbieżność sum Riemanna dla funkcji ciągłych, elementarne własności całki Riemanna, podstawowe twierdzenie rachunku całkowego, twierdzenie (tzw. "I-sze") o wartości średniej, całki niewłaściwe (szkic).
  2. Przestrzenie metryczne i ciągłość funkcji wielu zmiennych: przykłady metryk, normy, zbiory otwarte i domknięte, zbieżność ciągów w przestrzeniach metrycznych, zwartość w R^n i twierdzenie Bolzano Weierstrassa, granica i ciągłość funkcji, ciągłość funkcji a otwartość/domkniętość zbiorów, twierdzenie Weierstrassa o osiąganiu kresów dla funkcji wielu zmiennych.
  3. Rachunek różniczkowy funkcji wielu zmiennych: pochodna funkcji wektorowej 1-nej zmiennej, pochodne cząstkowe i tw. o ekstremach lokalnych, pochodna kierunkowa, różniczka, macierz Jakobiego i jakobian, ciągłość funkcji różniczkowalnych i różniczkowalność funkcji klasy C^1, różniczka złożenia i reguła "łańcuchowa", ekstrema warunkowe i tw. o mnożnikach Lagrange'a, różniczkowanie a lokalna odwracalność, pochodne cząstkowe wyższych rzędów, macierz Hessego i warunki dostateczne na ekstrema lokalne.
  4. Rachunek całkowy wielu zmiennych: definicja całki [wybór podejścia - do wyboru], twierdzenie Fubiniego, całkowanie przez podstawienie, współrzędne biegunowe i sferyczne.
  5. Równania różniczkowe zwyczajne: równania różniczkowe rzędu pierwszego i problem istnienia rozwiązań, przykładowe twierdzenie o istnieniu i jednoznaczności rozwiązań zagadnienia Cauchy'ego (np. dla rozwiązań globalnych), równania skalarne rzędu 1: "o zmiennych rozdzielonych", "liniowe" (w tym "uzmiennianie stałej" w wymiarze 1) i przykłady modeli matematycznych (np. "narodzin i śmierci" Malthusa, "logistyczny", populacji z migracją, modele mutacji w genetyce), n-wymiarowe równania autonomiczne rzędu 1 (pojęcia: przestrzeń fazowa, orbity, pole wektorowe, całka pierwsza), układy równań różniczkowych „liniowych” jednorodnych i metoda znajdowania rozwiązań w przypadku stałych współczynników, sprowadzanie równań skalarnych wyższych rzędów do wektorowych równań rzędu 1, przykład: oscylator harmoniczny.

[Uwaga: w tym wykładzie, z konieczności, bardzo wiele twierdzeń musi być formułowanych bez dowodów; jednocześnie wykład powinien zawierać wiele ilustracji przykładami - np. użycia twierdzeń.]


Literatura

  1. Wybrane rozdziały z podręcznika: Witold Kołodziej, Analiza matematyczna, PWN, 1978.