Předmět: Aplikovaná matematika I.

« Zpět
Název předmětu Aplikovaná matematika I.
Kód předmětu KID/PAM11
Organizační forma výuky Přednáška
Úroveň předmětu Doktorský
Rok studia 1
Semestr Zimní
Počet ECTS kreditů 0
Vyučovací jazyk Čeština
Statut předmětu Povinný
Způsob výuky Kontaktní
Studijní praxe Nejedná se o pracovní stáž
Doporučené volitelné součásti programu Není
Vyučující
  • Půlpán Zdeněk, prof. PhDr. RNDr. CSc.
Obsah předmětu
Numerické prostory (pojem, konvergence, úplnost, otevřené a uzavřené množiny, spojitá zobrazení, kompaktnost). Vektorové prostory a lineární operátory (vektorový prostor, báze, dimenze, lineární normované prostory, prostory se skalárním součinem). Lineární operátory jako vektory. Matice a reprezentace lineárních operátorů maticemi, normy matic; věta o pevném bodu. Chyby při numerických výpočtech (chyba aritmetických operací, zaokrouhlování, pravděpodobnostní přístup). Řešení rovnic (diference a diferenční rovnice, lineární a diferenční rovnice). Metoda prosté iterace; určení kontraktivní fce ?, Newtonova metoda, metoda sečen a regula falsi, Newtonova metoda pro soustavu rovnic). Řešení soustav lineárních algebraických rovnic. Gaussova eliminační metoda, výběr hlavních prvků, LU-rozklad, podmíněnost soustavy. Gauss-Jordanova metoda. Iterační metody; výpočet inverzní matice. Aproximace a interpolace. Metoda nejmenších čtverců, ortogonální systém funkcí, aproximace trigonometrickými polynomy, Lagrangeův interpolační polynom, Hermitův a Newtonův interpolační polynom. Ekvidistantní posloupnost, chyba interpolace. Splajny a numerické derivování a integrování obecná formule pro ekvidistantní uzly, Newton-Cotesovy metody, lichoběžníková metoda, Simpsonův vzorec, splajnová interpolace. Diskrétní Fourierova transformace a její výpočet (metoda, prostředky realizace, MATLAB). Numerická řešení diferenciálních rovnic (formulace úlohy, postupné aproximace, Enlerova metoda, metody typu Runge-Kutta, konvergence jednouzlových metod, diferenčních metod). Okrajové úlohy pro obyčejné dif. rovnice (metoda superpozice, střelby, kolokační metoda, Galerkinova, metoda sítí). Množiny a binární relace (funkce, tolerance a ekvivalence, vlastnosti). Algebraické struktury (pologrupy a monoidy, izomorfizmus a homomorfizmus polygrup, grupy, okruhy, univerzální algebry). Svazy (uspořádání, spojení a průsek, distributivní svazy; booleovské algebry a svazy, logika, algebra logických sítí).

Studijní aktivity a metody výuky
Monologická (výklad, přednáška, instruktáž), Nácvik dovedností
Výstupy z učení
Vytvořit předpoklady pro použití systému MATLAB pro numerickou analýzu.
Navržení matematického modelu zpracování kvantitativních veličin.
Předpoklady
Dobrá znalost matematiky v rozsahu magisterského studia.

Hodnoticí metody a kritéria
Ústní zkouška, Písemná zkouška

Zkouška: má část písemnou a ústní; předpokládá se základní znalost vztahů a jejich odvození s vysvětlením metod a jejich aplikace (tabulky, numerická obtížnost, výpočetní prostředí).
Doporučená literatura
  • Koucký, J. Elementární metody řešení obyčejných diferenciálních rovnic. Praha: NČSAV, 1953.
  • Prágerová, A. Diferenční rovnice. Praha: SNTL, 1971.
  • Přikryl, P. Numerické metody matematické analýzy. Praha SNTL, 1988.
  • Ralston, A. Základy numerické matematiky. Praha: Academia, 1973.
  • Rektorys, K. a kol. Přehled užité matematiky. Praha: Prometheus, 2000.
  • Schwarz, Š. Základy náuky o riešení rovnic. Praha: NČSAV, 1958.
  • Vitásek, E. Numerické metody. Praha, SNTL, 1987.


Studijní plány, ve kterých se předmět nachází
Fakulta Studijní plán (Verze) Kategorie studijního oboru/specializace Doporučený ročník Doporučený semestr
Fakulta: Dopravní fakulta Jana Pernera Studijní plán (Verze): Dopravní prostředky a infrastruktura: Elektrotechnika (2013) Kategorie: Doprava a spoje 1 Doporučený ročník:1, Doporučený semestr: Zimní
Fakulta: Dopravní fakulta Jana Pernera Studijní plán (Verze): Dopravní prostředky a infrastruktura: Dopravní prostředky (2013) Kategorie: Doprava a spoje 1 Doporučený ročník:1, Doporučený semestr: Zimní
Fakulta: Dopravní fakulta Jana Pernera Studijní plán (Verze): Dopravní prostředky a infrastruktura: Dopravní infrastruktura - stavební (2013) Kategorie: Doprava a spoje 1 Doporučený ročník:1, Doporučený semestr: Zimní
Fakulta: Dopravní fakulta Jana Pernera Studijní plán (Verze): Dopravní prostředky a infrastruktura: Dopravní prostředky (2013) Kategorie: Doprava a spoje 1 Doporučený ročník:1, Doporučený semestr: Zimní
Fakulta: Dopravní fakulta Jana Pernera Studijní plán (Verze): Dopravní prostředky a infrastruktura: Elektrotechnika (2013) Kategorie: Doprava a spoje 1 Doporučený ročník:1, Doporučený semestr: Zimní
Fakulta: Dopravní fakulta Jana Pernera Studijní plán (Verze): Dopravní prostředky a infrastruktura: Dopravní infrastruktura - stavební (2013) Kategorie: Doprava a spoje 1 Doporučený ročník:1, Doporučený semestr: Zimní