Akademický rok 2021/2022 |
Garant: | prof. RNDr. Miloslav Druckmüller, CSc. | |||
Garantující pracoviště: | ÚM | |||
Jazyk výuky: | angličtina | |||
Cíle předmětu: | ||||
Cilem predmetu je seznamit studenty se zakladnimi vlastnostmi komplexnich cisel a funkci komplexni promenne, s priklady aplikaci komplexni analyzy, a dale se zaklady operatoroveho poctu a jeho pouziti pri reseni fyzikalnich uloh. | ||||
Výstupy studia a kompetence: | ||||
Predmet Funkce komplexni promenne umoznuje studentum ziskat zakladni dovednosti v pouziti komplexnich cisel, vypoctu integralu pomoci rezidui, v pouziti konformnich zobrazeni a Laplaceovy a Fourierovy transformace. | ||||
Prerekvizity: | ||||
Analýza v reálném oboru na úrovni základního kurzu | ||||
Obsah předmětu (anotace): | ||||
Cilem kurzu je seznamit studenty se zaklady komplexni analyzy jedne promenne. Jeho obsah je nasledujici: komplexni cisla, elementarni funkce komplexni promenne, holomorfni funkce, derivace a krivkovy integral komplexni funkce, meromorfni funkce, Taylorova a Laurentova rada, reziduum a reziduova veta, aplikace reziduove vety na vypocet urcitych integralu. Konformni zobrazeni, homografie a dalsi priklady konformnich zobrazeni. Laplaceova transformace, zakladni vlastnosti, jednotkovy impuls a Diracova delta funkce, aplikace na reseni diferencialnich rovnic a systemu, Fourierova transformace. | ||||
Metody vyučování: | ||||
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách. | ||||
Způsob a kritéria hodnocení: | ||||
Zápočet na základě testu Zkouška písemná event. i ústní |
||||
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky: | ||||
Nahrazení zameškané výuky je možné absolvováním testu. | ||||
Typ (způsob) výuky: | ||||
Přednáška | 13 × 3 hod. | nepovinná | ||
Cvičení | 13 × 2 hod. | povinná | ||
Osnova: | ||||
Přednáška | 1. Komlexní čísla, základní operace a jejich geometrická interpretace. Množiny komplexních čísel. 2. Funkce komplexní proměnné. Limita a spojitost. Elementární funkce komplexní proměnné. 3. Derivace funkce komplexní proměnné, holomorfní funkce, Cauchy-Riemannovy rovnice. 4. Harmonická funkce. Způsob výpočtu konjugované harmonické funkce. Geometrický význam funkce komplexní proměnné a její derivace. 5. Posloupnosti a řady komplexních čísel. Mocninné řady. Stejnoměrná konvergence řad funkcí. 6. Integrál funkce komplexní proměnné, vztah k reálnému křivkovému integrálu druhého druhu. Způsoby výpočtu, výpočet integrálu z m-té mocniny po kružnici se středem v počátku. 7. Index křivky vzhledem k bodu. Cauchyho integrální věta. Existence primitivní funkce na jednoduše souvislé oblasti. 8. Cauchyho vzorce a jejich aplikace. Liouvilleova věta, vlastnost průměru, princip maxima modulu, základní věta algebry. 9. Věta o jednoznačnosti analytických funkcí a její aplikace. Nulové body holomorfních funkcí. 10. Izolované singulární body, klasifikace singularit. Meromorfní funkce, Laurentova řada. 11. Integrály z meromorfních funkcí. Rezidua a Reziduová věta. Příklady křivkových a reálných integrálů-použití reziduové věty. 12. Konformní zobrazení. Homografie a jejich základní vlastnosti. Blaschkeho faktor, zobrazování kružnic a přímek na sebe. Další příklady konformních zobrazení. 13. Laplaceova transformace. Definice a základní vlastnosti. Heavisideova funkce jednotkového kroku. Jednotkový impuls a Diracova delta funkce. Posouvání a násobení exponenciálou. Použití Laplaceovy transformace na řešení obyčejných diferenciálních rovnic druhého řádu. |
|||
Cvičení | 1. Algebra komplexních čísel, převody mezi různými tvary, výpočet mocnin a odmocnin pomocí Moivreovy věty.2. Geometrie v Gaussově rovině, popis kružnice, přímky atd., řešení nerovnic v komplexních číslech. Vlastnosti elementárních funkcí.3. Výpočet komplexní derivace, ověřování Cauchy-Riemannových rovnic.4. Výpočet konjugované harmonické funkce, geometrický význam derivace funkce komplexní proměnné.5. Posloupnosti a řady komplexních čísel, mocninné řady, poloměr konvergence.6. Stejnoměrná konvergence řad funkcí, Weierstrassovo kriterium.7. Výpočet křivkového integrálu pomocí parametrizace a pomocí primitivní funkce.8. Výpočet indexu křivky. Integrování pomocí Cauchyho vzorců.9. Rozvoje holomorfních funkcí do mocninných řad. Rozvoje racionálních funkcí v různých bodech. Výpočet poloměru konvergence.10. Výpočty integrálů z meromorfních funkcí pomocí reziduové věty. Rozvoje do Laurentovy řady.11. Integrování reálných funkcí pomocí Reziduové věty.12. Konformní zobrazení. Zobrazování oblastí omezených přímkami a kružnicemi na sebe.13. Laplaceova transformace jednoduchých funkcí. Goniometrické a hypergeometrické funkce, Diracova delta funkce. | |||
Literatura - základní: | ||||
1. Markushevich A.,I., Silverman R., A.:Theory of Functions of a Complex Variable, AMS Publishing, 2005 | ||||
2. Šulista M.: Základy analýzy v komplexním oboru. SNTL Praha 1981 | ||||
3. Druckmüller, M., Ženíšek, A.: Funkce komplexní proměnné, PC-Dir Real, Brno 2000 | ||||
Literatura - doporučená: | ||||
4. Shanti, N.: Theory of Functions of a Complex Variable , S Chand & Co Ltd 2018 |
Zařazení předmětu ve studijních programech: | |||||||||
Program | Forma | Obor | Spec. | Typ ukončení | Kredity | Povinnost | St. | Roč. | Semestr |
N-MAI-A | prezenční studium | --- bez specializace | -- | zá,zk | 6 | Povinný | 2 | 1 | L |
Vysoké učení technické v Brně
Fakulta strojního inženýrství
Technická 2896/2,
616 69 Brno
IČ 00216305
DIČ CZ00216305
+420 541 141 111
+420 726 811 111 – GSM O2
+420 604 071 111 – GSM T-mobile