Předmět je základní jednotka výuky, jejímž prostřednictvím si student osvojí ucelenou část souboru znalostí a dovedností, potřebnou pro zvládnutí studijního oboru/specializace. Za věcný obsah předmětu zodpovídá garant předmětu. Časovou náročnost předmětu zhruba vyjadřuje atribut předmětu rozsah kontaktní výuky. Například rozsah = 2+2 značí, že předmět bude mít týdně dvě hodiny přednášek a dvě hodiny cvičení týdně. Na závěr semestru musí vyučující provést vyhodnocení, nakolik si ten který student osvojil poznatky a dovednosti, kterých měl během výuky nabýt. Jakým způsobem toto hodnocení vyučující provedou určuje atribut způsob zakončení. U předmětu lze definovat, že předmět je zakončen pouze zápočtem(Z), klasifikovaným zápočtem(KZ), pouze zkouškou(ZK), nebo zápočtem a zkouškou(Z,ZK). Náročnost úspěšného absolvování předmětu je vyjádřena ECTS kreditními body. Výuka předmětu probíhá během semestru. Opakovaně se předmět vyučuje vždy v zimním(Z), nebo v letním(L) semestru každého akademického roku. Výjimečně může předmět být nabízen studentům v obou semestrech(Z,L). Za organizační zajištění výuky zodpovídá přiřazená katedra, která zejména vytvoří časový rozvrh předmětu a zajistí pro předmět vyučující. Někteří přednáší a zkouší, jiní vedou cvičení a udělují zápočty.
Obsahová náplň a další organizační informace, týkající se předmětu je popsána pomocí různých popisných textů(anotace, týdenní osnova, literatura, apod.)
$DODATEK_POPIS
BI-MA1.21 | Matematická analýza 1 | Rozsah kontaktní výuky: | 2P+1R+1C | ||
---|---|---|---|---|---|
Vyučující: | Kalvoda T., Paták P. | Způsob zakončení: | Z,ZK | ||
Zodpovědná katedra: | 18105 | ECTS Kredity: | 5 | Semestr: | L |
Anotace:
Studenti se nejprve seznámí s množinou reálných čísel a jejími vlastnostmi, vysvětlíme i její souvislost se strojovými čísly. Dále se zabýváme reálnými posloupnostmi a reálnými funkcemi jedné reálné proměnné. Postupně zavedeme a studujeme vlastnosti limit posloupností a funkcí, spojitost funkce a derivace funkce. Tento teoretický základ aplikujeme při hledání nulových bodů funkcí (iterativní metoda bisekce a Newtonova metoda), konstrukci kubické interpolace (spline), formulaci a řešení jednoduchých optimalizačních úloh, resp. hledání extrémů funkcí jedné proměnné, a popisu složitosti algoritmů pomocí Landauovy asymptotické notace.
Osnovy přednášek:
1. | Rozšířená reálná osa: racionální a iracionální čísla, axiom úplnosti, okolí, nekonečno. Ne/souvislost se strojovými čísly. | |
2. | Funkce a posloupnosti, základní vlastnosti. Elementární funkce (polynomy, trigonometrické funkce, exponenciála a logaritmus). | |
3. | Limita posloupnosti a limita funkce: definice pojmů a vysvětlení významu, ilustrace. | |
4. | Výpočet limit posloupností a funkcí: věta o limitě součtu/součinu/podílu, věta o limitě sevřené funkce/posloupnosti, příklady. | |
5. | Spojitost funkce, spojitost elementárních funkcí, důsledky pro hledání nulových bodů funkcí (metoda bisekce jakožto ukázka iterativní numerické metody). | |
6. | Derivace funkce, geometrický význam, derivace součtu/součinu/podílu, derivace složené a inverzní funkce. Derivace elementárních funkcí. | |
7. | Newtonova metoda pro hledání nulových bodů funkcí. | |
8. | Kubická interpolace (spline). L'Hospitalovo pravidlo. | |
9. | Věty o přírůstku funkce, důsledky pro monotonii a konvexitu/konkavitu. | |
10. | Lokální extrémy funkcí. Kritéria existence lokálních extrémů. | |
11. | Vyšetřování průběhu funkcí: příklady. Koncept optimalizační úlohy. | |
12. | Landauova asymptotická notace. | |
13. | Matematický popis složitosti algoritmů. |
Osnovy cvičení:
Toto je osnova proseminářů a navazujících cvičení.
1. | Funkce a posloupnosti, základní vlastnosti. | |
2. | Elementární funkce (polynomy, trigonometrické funkce, exponenciála a logaritmus). | |
3. | Limita posloupnosti a limita funkce. | |
4. | Spojitost funkce. | |
5. | Derivace funkce. | |
6. | Vyšetřování průběhu funkcí a související úlohy. |
Literatura:
K předmětu je k dispozici vlastní studijní text. Dále lze využít následující literaturu.
1. | Oberguggenberger M., Ostermann A. : Analysis for Computer Scientists. Springer, 2018. ISBN 978-0-85729-445-6. | |
2. | Stewart J. : Calculus (8th Edition). Cengage Learning, 2015. ISBN 978-1285740621. | |
3. | Bittinger M.L., Ellenbogen D.J., Surgent S.A. : Calculus and Its Applications (11th Edition). Pearson, 2015. ISBN 978-0321979391. | |
4. | Kopáček J.: Matematická analýza nejen pro fyziky I, Matfyzpress, 2016, ISBN 978-80-7378-353-4 |
Požadavky:
Znalosti na úrovni středoškolské matematiky, základy matematické logiky (BI-DML.21) a BI-LA1.21.
Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:
Stránka vytvořena 26. 4. 2024, semestry: Z/2021-2, L/2019-20, Z/2022-3, Z/2023-4, L/2021-2, Z,L/2020-1, L/2022-3, L/2023-4, Z/2024-5, Z/2019-20, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů | Návrh a realizace: J. Novák, I. Halaška |