Předmět: Numerická matematika II

« Zpět
Název předmětu Numerická matematika II
Kód předmětu KFY/KNM2
Organizační forma výuky Přednáška + Cvičení
Úroveň předmětu Bakalářský
Rok studia 2
Semestr Letní
Počet ECTS kreditů 5
Vyučovací jazyk Čeština, Angličtina
Statut předmětu Povinný
Způsob výuky nespecifikováno
Studijní praxe nespecifikováno
Doporučené volitelné součásti programu Není
Vyučující
  • Lísal Martin, prof. Ing. DSc.
Obsah předmětu
1. Výpočet vlastních čísel a vlastních vektorů: úvod do problematiky a ilustrativní praktické příklady; tenzor setrvačnosti a řešení kubické rovnice. 2. Výpočet vlastních čísel a vlastních vektorů: Jacobiho metoda pro symetrické matice. 3. Numerické řešení obyčejných diferenciálních rovnic a jejich soustav: úvod a ilustrativní praktické příklady; problematika řešení Cauchyovy (počáteční) úlohy. 4. Numerické řešení obyčejných diferenciálních rovnic a jejich soustav: numerické řešení pohybových rovnic; Verletovy algoritmy. 5. Numerické řešení obyčejných diferenciálních rovnic a jejich soustav: numerické řešení Cauchyovy úlohy pro rovnici y'=f(x,y); obecné jednokrokové metody, Rungovy-Kuttovy metody. 6. Numerické řešení obyčejných diferenciálních rovnic a jejich soustav: numerické řešení Cauchyovy úlohy pro rovnici y'=f(x,y) pomocí vícekrokových metod; metoda prediktor-korektor. 7. Numerické řešení obyčejných diferenciálních rovnic a jejich soustav: numerické řešení Cauchyovy úlohy pro soustavy obyčejných diferenciálních rovnic v normálním tvaru; numerické řešení Cauchyovy úlohy pro diferenciální rovnici n-tého řádu. 8. Numerické řešení obyčejných diferenciálních rovnic a jejich soustav: problematika řešení okrajových úloh; metoda sítí pro řešení Dirichletovy úlohy; numerické řešení Dirichletovy úlohy pro lineární diferenciální rovnice 2. řádu metodou sítí. 9. Numerické řešení obyčejných diferenciálních rovnic a jejich soustav: soustavy se silným tlumením. 10. Řešení lineárních parciálních diferenciálních rovnic 2. řádu metodou sítí: lineární parciální diferenciální rovnice 2. řádu (definice, rozdělení); princip metody sítí. 11. Řešení lineárních parciálních diferenciálních rovnic 2. řádu metodou sítí: Poissonova rovnice (formulace problému, existence a jednoznačnost řešení, metoda sítí pro Dirichletovu úlohu). 12. Řešení lineárních parciálních diferenciálních rovnic 2. řádu metodou sítí: rovnice vedení tepla (formulace problému, existence a jednoznačnost řešení, metoda sítí pro Cauchyovu a smíšenou úlohu). 13. Řešení lineárních parciálních diferenciálních rovnic 2. řádu metodou sítí: rovnice kmitání struny (formulace problému, existence a jednoznačnost řešení, metoda sítí pro Cauchyovu úlohu). Použití numerických knihoven a numerického softwaru.

Studijní aktivity a metody výuky
nespecifikováno
Výstupy z učení
Celá řada úloh, které se vyskytují v matematice, není analyticky řešitelná nebo je nalezení přesného řešení příliš obtížné. Numerická matematika se snaží nalézt v těchto případech řešení přibližné. Cílem předmětu je vysvětlit základní algoritmy numerické matematiky tak, aby je bylo možno naprogramovat či prakticky aplikovat pomocí numerických knihoven.

Předpoklady
nespecifikováno

Hodnoticí metody a kritéria
nespecifikováno
Odevzdání seminárních příkladů a prací, ústní zkouška
Doporučená literatura
  • Čermák L., Růžičková I., Hlavička R.. Numerické metody, FSI VUT, Brno, 2005.
  • Černá, R., Machalický, M., Vogel, J., Zlatník, Č. Základy numerické matematiky a programování, Bratislava, SNTL/ALFA, 1987.
  • Press, W.H., Teukolsky, S.A., Vetterling, W.T., Flannery, B.P. Numerical Recipes in (Fortran, C, Pascal), The Art of Scientific Computing, Second Edition, Cambridge Univ. Press, Cambridge, 1992-2006.
  • Vicher, M. Numerická matematika, skripta UJEP, Ústí n. Lab., 2003.


Studijní plány, ve kterých se předmět nachází
Fakulta Studijní plán (Verze) Kategorie studijního oboru/specializace Doporučený ročník Doporučený semestr