Mathematical Analysis 1

Předmět BIE-MA1.21 nesmí být zapsán, je-li v témže semestru zapsán anebo již dříve absolvován předmět BIE-ZMA (vztah je symetrický)

Předmět BIE-MA1.21 nesmí být zapsán, je-li v témže semestru zapsán anebo již dříve absolvován předmět BIE-ZMA (vztah je symetrický)

Předmět BIE-MA1.21 může být splněn v zastoupení předmětem BIE-ZMA

Garant předmětu:

Tomáš Kalvoda

Přednášející:

Antonella Marchesiello

Cvičící:

Antonella Marchesiello, Jitka Rybníčková, Irena Šindelářová

Předmět zajišťuje:

katedra aplikované matematiky

Anotace:

We begin the course by introducing students to the set of real numbers and its properties, and we note its differences with the set of machine numbers. Then we study real sequences and real functions of a real variable. We gradually introduce the notions of limits of sequences and functions, continuous functions, and derivatives of functions. This theoretical foundation is then applied to root-finding problems (iterative method of bisection and Newton’s method), construction of cubic interpolation (spline), and formulation and solution of simple optimization problems (i.e., the issue of finding extrema of functions). The course is closed with the Landau’s asymptotic notation and methods of mathematical description of complexity of algorithms.

Požadavky:

Knowledge of high school mathematics, basics of mathematical logic (BIE-DML.21), and BIE-LA1.21.

Osnova přednášek:

1. Extended real number line: rational and irrational numbers, completeness axiom, neighborhood, infinity. Relation to machine numbers.

2. Basic properties of functions and sequences. Elementary functions (polynomials, trigonometric functions, exponential, and logarithm).

3. Limit of a sequence and limit of a function: definition, meaning, and illustrations.

4. Computation of limits: algebraic properties of limits, squeeze theorem, examples.

5. The continuity of a function, continuity of elementary functions, implications for root finding (the bisection method as an example of iterative numerical method).

6. The derivative of a function, geometric meaning, linearity of differentiation, product and quotient rule. Derivative of inverse function. Differentiation of elementary functions.

7. Newton’s method for root finding.

8. Cubic interpolation (splines). L’Hospital’s rule.

9. Lagrange’s mean value theorem, implications for monotony and convexity/concavity of functions.

10. Local extrema of functions. Sufficient conditions for their existence.

11. Analytical graph plotting: examples. The notion of an optimization problem.

12. Landau’s asymptotic notation.

13. Mathematical description of the complexity of algorithms.

Osnova cvičení:

This is an outline of proseminars and subsequent exercises.

1. Functions and sequences, basic properties.

2. Elementary functions (polynomials, trigonometric functions, exponential and logarithm).

3. Limits of sequences and functions.

4. Continuity of functions.

5. Derivative of a function.

6. Analytical graph sketching (monotonicity, local exrtrema, asymptotes, etc.).

Cíle studia:

Studijní materiály:

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.

Poznámka:

Další informace:

https://courses.fit.cvut.cz/BIE-MA1/

Rozvrh na zimní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2023/2024:

	06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po
Út
St	místnost TH:A-s135 Marchesiello A. 11:45–14:15 (přednášková par. 1) Thákurova 7 (budova FSv) As135místnost TH:A-1242 Marchesiello A. 18:00–18:45 (přednášková par. 1 paralelka 104) Thákurova 7 (budova FSv) místnost TH:A-1242 Marchesiello A. 15:15–16:00 (přednášková par. 1 paralelka 101) Thákurova 7 (budova FSv)místnost TH:A-1242 Marchesiello A. 16:15–17:00 (přednášková par. 1 paralelka 102) Thákurova 7 (budova FSv)místnost TH:A-1242 Marchesiello A. 17:00–17:45 (přednášková par. 1 paralelka 103) Thákurova 7 (budova FSv)
Čt
Pá

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Bachelor specialization, Computer Engineering, 2021 (povinný předmět programu)
• Bachelor specialization, Information Security, 2021 (povinný předmět programu)
• Bachelor specialization, Software Engineering, 2021 (povinný předmět programu)
• Bachelor specialization, Computer Science, 2021 (povinný předmět programu)
• Bachelor specialization, Computer Networks and Internet, 2021 (povinný předmět programu)
• Bachelor specialization Computer Systems and Virtualization, 2021 (povinný předmět programu)