Vector spaces, neighborhood of a point, convergence, functions of several variables, limits, continuity, derivative in direction, partial derivative, differential, tangent planes, normals, implicit function, curves, surfaces, coordinate transformation, multiple integral, substitution, Fubini's theorem, curvilinear and surface integral, use.
Last update: Mošna František, RNDr., Ph.D. (30.01.2023)
Vektorové prostory, okolí bodu, konvergence, funkce několika proměnných, limity, spojitost, derivace ve směru, parciální derivace, diferenciál, tečné roviny, normály, implicitně zadaná funkce, křivky, plochy, transformace souřadnic, vícenásobný integrál, substituce, Fubiniova věta, křivkový a plošný integrál, užití.
Last update: Mošna František, RNDr., Ph.D. (30.01.2023)
Aim of the course -
The primary goal of the course is to acquaint students with the basic concepts, knowledge and connections of an infinitesimal number of functions of two variables, following similar courses on functions of one variable. The secondary goal is to check, repeat and consolidate knowledge from previous courses, especially from mathematical analysis, but also geometry (curves, surfaces) or algebra (vector spaces, linear, quadratic forms).
Last update: Mošna František, RNDr., Ph.D. (30.01.2023)
Primárním cílem předmětu je seznámit studenty se základními pojmy, vědomostmi a souvislostmi infinitesimálního počtu funkcí dvou proměnných v návaznosti na podobné kurzy o funkcích jedné proměnné. Sekundárním cílem je prověřit, zopakovat a upevnit znalosti z předcházejících kurzů zejména z matematické analýzy ale též geometrie (křivky, plochy) nebo algebry (vektorové prostory, lineární, kvadratické formy).
Last update: Mošna František, RNDr., Ph.D. (30.01.2023)
Descriptors -
school teaching - a total of 14 h
preparation for school teaching - a total of 20 h
reading mathematical literature 36 h
homework - 10 h
expected total time load of students - 80 h
Last update: Mošna František, RNDr., Ph.D. (31.01.2023)
přímá výuka - celkem 14 h
přípravy na výuku - celkem 20 h
čtení matematické literatury 36 h
domácí úkoly - 10 h
předpokládané celkové časové zatížení studentů - 80 h
Last update: Mošna František, RNDr., Ph.D. (31.01.2023)
Literature -
basic:
● František Mošna: Inženýrská matematika (ČZU Praha)
● Zuzana Došlá, Ondřej Došlý: Diferenciální počet více proměnných (přírodovědecká fakulta MU Brno)
● Josef Kalas, Jaromír Kuben: Integrální počet funkcí více proměnných (přírodovědecká fakulta MU Brno)
● Serge Lang: Calculus of Several Variables, Springer N. York 1987
others:
● Walter Rudin: Principles of Mathematical Analysis,McGraw-Hill 1976 ● Bruno Budinský, Jura Charvát: Matematika II. (stavební fakulta ČVUT Praha) ● Jaroslav Tišer, Jan Hamhalter: Diferenciální počet funkcí více proměnných (elektrotechnická fakulta ČVUT Praha) ● Jaroslav Tišer, Jan Hamhalter: : Integrální počet funkcí více proměnných (elektrotechnická fakulta ČVUT Praha) ● Eva Dontová: Matematika IV. (fakulta jaderné fyziky a inženýrství ČVUT Praha) ● Štěpán Pelikán, Tomáš Zdráhal: Matematická analýza - funkce více proměnných (Universita J.E.Purkyně, Ústí n. L.) ● Ondřej Zindulka: Vektorové pole (stavební fakulta ČVUT Praha) ● Jiří Brabec: Matematická analýza II. (stavební fakulta ČVUT Praha)
Last update: Mošna František, RNDr., Ph.D. (30.01.2023)
základní:
● František Mošna: Inženýrská matematika (ČZU Praha)
● Zuzana Došlá, Ondřej Došlý: Diferenciální počet více proměnných (přírodovědecká fakulta MU Brno)
● Josef Kalas, Jaromír Kuben: Integrální počet funkcí více proměnných (přírodovědecká fakulta MU Brno)
● Serge Lang: Calculus of Several Variables, Springer N. York 1987
ostatní:
● Walter Rudin: Principles of Mathematical Analysis,McGraw-Hill 1976 ● Bruno Budinský, Jura Charvát: Matematika II. (stavební fakulta ČVUT Praha) ● Jaroslav Tišer, Jan Hamhalter: Diferenciální počet funkcí více proměnných (elektrotechnická fakulta ČVUT Praha) ● Jaroslav Tišer, Jan Hamhalter: : Integrální počet funkcí více proměnných (elektrotechnická fakulta ČVUT Praha) ● Eva Dontová: Matematika IV. (fakulta jaderné fyziky a inženýrství ČVUT Praha) ● Štěpán Pelikán, Tomáš Zdráhal: Matematická analýza - funkce více proměnných (Universita J.E.Purkyně, Ústí n. L.) ● Ondřej Zindulka: Vektorové pole (stavební fakulta ČVUT Praha) ● Jiří Brabec: Matematická analýza II. (stavební fakulta ČVUT Praha)
Last update: Mošna František, RNDr., Ph.D. (30.01.2023)
Requirements to the exam -
The exam consists of written and oral parts.The written part will be focused on students' numerical knowledge and will contain examples for calculating derivatives in the direction and by the vector, differentials, finding extrema, calculating double and curve integrals.It will be possible for students to complete the written part already during the semester in the form of tests. The oral part of the exam is aimed at understanding the discussed concepts, relationships and contexts and usually consists of three questions (the first question examines a concept, definition, statement, context, introduction..., in the second question the student has to decide on the validity of the presented statement and his justify or support a decision with a counterexample, the third question refers to some kind of inference, proof, problem solving, etc.).
Last update: Mošna František, RNDr., Ph.D. (13.02.2023)
Zkouška sestává s písemné a ústní části. Písemná část bude zaměřena na početní znalosti studentů a bude obsahovat příklady na počítání derivací ve směru a podle vektoru, diferenciálů, zjišťování extrémů, počítání dvojných a křivkových integrálů. Bude umožněno studentům realizovat písemnou část již v průběhu semestru formou testů.
Ústní část zkoušky je zaměřena na porozumění probraným pojmům, vztahům a souvislostem a skládá se zpravidla ze tří otázek (první otázka prověřuje nějaký pojem, definici, tvrzení, souvislost, zavedení..., ve druhé otázce má student rozhodnout o platnosti předloženého tvrzení a své rozhodnutí zdůvodnit nebo podepřít protipříkladem, třetí otázka se týká nějakého odvození, důkazu, řešení problému a podobně).
Last update: Mošna František, RNDr., Ph.D. (13.02.2023)
Syllabus -
Introductory part
• repetition - linear vector spaces, scalar, vector and external product (geometric meaning, determinants), lines - equations, parametrization according to distance, planes, functions
• real function of two variables (R2->R), domain, contours, sections, limit (on a set, on a domain), continuity
• derivative in direction (Gâte's differential and derivative), partial derivative, total differential (Fréchet's derivative), mutual relations, gradient - geometric meaning
• derivatives of higher orders (interchangeability of mixed second derivatives), second differential, Taylor's theorem
Last update: Mošna František, RNDr., Ph.D. (30.01.2023)
Úvodní část
opakování - lineární vektorové prostory, skalární, vektorový a vnější součin (geometrický význam, determinanty), přímky - rovnice, parametrizace souhlasící se vzdáleností, roviny, funkce
konvergence, okolí, vzdálenost bodů (metrika, norma - euklidovská, součtová, maximální), body vnitřní, vnější, hraniční, hromadné, izolované, množiny otevřené, uzavřené, omezené, konvexní, souvislé, kompaktní, oblast.
Diferenciální počet
reálné funkce dvou proměnných (R2->R), definiční obor, vrstevnice, řezy, limita (na množině, na definičním oboru), spojitost
derivace ve směru (Gâteův diferenciál a derivace), parciální derivace, totální diferenciál (Fréchetova derivace), vzájemné vztahy, gradient - geometrický význam
derivace vyšších řádů (záměnnost smíšených druhých derivací), druhý diferenciál, Taylorova věta
extrémy lokální, absolutní, vázané extrémy (metoda substituční a Lagrangeovy multiplikátory)
hledání tečných rovin, tečen ve směru, derivace implicitně zadaných funcí
vícenásobný (dvojný, trojný) integrál, výpočet obsahu (kruhu), objemu (koule, kužele), těžiště (trojúhelníku, čtyřstěnu), momentů, Fubiniova věta, věta o substituci - souvislost determinantu a objemu, obsahu
křivky v R2 (vyjádření explicitní, implicitní, parametrické), tečna, normála, délka křivky (kružnice), divergence, (3. složka rotace), křivkový integrál, Greenova věta
plochy v R3, divergence, rotace, plošný integrál, Stokesova, Gaussova-Ostrogradského věta.
Last update: Mošna František, RNDr., Ph.D. (30.01.2023)