Logo ČVUT
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE
STUDIJNÍ PLÁNY
2022/2023

Diferenciální rovnice a numerika

Předmět není vypsán Nerozvrhuje se
Kód Zakončení Kredity Rozsah Jazyk výuky
B0B01DRN Z,ZK 4 2P+2C česky
Předmět nesmí být zapsán současně s:
Diferenciální rovnice & numerické metody (A8B01DEN)
Přednášející:
Cvičící:
Předmět zajišťuje:
katedra matematiky
Anotace:

Cílem kursu je seznámit studenty s klasickou teorií obyčejných diferenciálních rovnic (separabilní a lineární ODR) a zároveň je uvést do problematiky numerické matematiky (chyby výpočtu a stabilita, numerické řešení rovnic algebraických a diferenciálních a jejich soustav). Kurs silně využívá synergie mezi pohledem teoretickým a praktickým.

Výsledek studentské ankety předmětu je zde: http://www.fel.cvut.cz/anketa/aktualni/courses/B0B01DRN

Požadavky:

Matematika - Kalkulus 1

Lineární algebra

Osnova přednášek:

1. Řešení ODR separací proměnných. Vektorové pole, stabilita rovnovážných bodů.

2. Chyby v numerické matematice.

3. Odhad derivace, řád metody.

4. Numerické integrování.

5. Numerické řešení ODR (Euler, Runge-Kutta).

6. Lineární ODR homoghenní i nehomogenní (metoda odhadu, metoda variace konstanty).

7. ODR vyššího řádu numericky.

8. Kořeny funkce: metody bisekce, sečen, Newtonova. Metoda pevného bodu.

9. Soustavy: (GEM, LU). Náročnost algoritmu. Stabilita.

10. Pevný bod a iterace pro soustavy rovnic (Gauss-Seidel).

11. Soustavy lineárních ODR. Stabilita řešení.

12. Numerické hledání vlastních čísel a vektorů.

13. Aplikace diferenciálních rovnic.

Osnova cvičení:

1. Metoda separace proměnných.

2. Rovnice řešené separací, stabilita. Opakování tečny a Taylorova polynomu.

3. Šíření chyby v algebraických operacích. Odhad derivace.

4. Numerické integrování.

5. Numerické řešení ODR 1. řádu. Konvergence, stabilita.

6. Homogenní lineární ODR. Počáteční podmínky.

7. Odhad řešení pro speciální pravou stranu.

8. Kořeny funkcí. Iterační metody, relaxace.

9. Homogenní soustavy lineárních ODR.

10. Soustavy lineárních ODR.

11. Soustavy lineárních ODR numericky. Numerické integrování.

12. Vlastní vektory a vlastní čísla matic numericky.

13. Opakování diferenciálních rovnic.

Cíle studia:

Získat základy pro praktické řešení základních matematických úloh, seznámit se s teoretickým základem diferenciálních rovnic a numerických metod.

Studijní materiály:

[1] Habala P.: Ordinary Differential Equations And Numerical Analysis, online, 2020, popřípadě kratší verze v češtině.

Alternativy:

[1] Tkadlec, J.: Diferenciální rovnice. Laplaceova transformace. ČVUT, Praha, 2005.

[2] Navara, M., Němeček, A.: Numerické metody. FEL ČVUT, Praha, 2003.

[3] Epperson, J.F.: An Introduction to Numerical Methods and Analysis. John Wiley & Sons, 2013.

[4] William E. Boyce, Richard C. DiPrima, Douglas B. Meade: Boyce's Elementary Differential Equations and Boundary Value Problems, 11. vydání, 2017.

Poznámka:
Další informace:
https://math.fel.cvut.cz/cz/lide/habala/teaching/drn.html
Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje
Předmět je součástí následujících studijních plánů:
Platnost dat k 7. 10. 2022
Aktualizace výše uvedených informací naleznete na adrese https://bilakniha.cvut.cz/cs/predmet4681106.html