Matematická analýza (FSI-UMA-A)

Akademický rok 2026/2027
Garant: doc. Ing. Jiří Šremr, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚM všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: angličtina
Cíle předmětu:
 
Výstupy studia a kompetence:
 
Prerekvizity:
 
Obsah předmětu (anotace):

Účast na přednáškách i ve cvičeních je povinná a  kontrolovaná. Stanovení způsobů náhrady zmeškané výuky je v kompetenci vyučujícího.

Podmínky udělení zápočtu: Semestrální práce obsahující řešení zadaných úloh. Aktivní účast na přednáškách a ve cvičeních.

Zkouška: Zkouška prověřuje užití definic a vět na vybraných úlohách a praktickou dovednost při řešení příkladů. Zkouška se skládá z písemné a ústní části.  V písemné části je povolen vlastnoručně psaný "tahák" (v strany A4) se vzorci a kritérii dle vlastního úvážení (bez konkrétních příkladů). Je také povolena (jednoduchá) kalkulačka, telefon a počítač však povolen není. Seznam témat pro ústní část zkoušky bude oznámen na konci semestru.

Do klasifikačního hodnocení se zahrnuje výsledek písemného testu (max. 90 bodů), hodnocení diskuze nad semestrální prací (max. 10 bodů).

Klasifikační hodnocení studenta: výborně (90-100 bodů), velmi dobře (80-89 bodů), dobře (70-79 bodů), uspokojivě (60-69 bodů), dostatečně (50-59 bodů), nevyhovující (0-49 bodů).

Metody vyučování:
 
Způsob a kritéria hodnocení:

Účast na přednáškách i ve cvičeních je povinná a  kontrolovaná. Stanovení způsobů náhrady zmeškané výuky je v kompetenci vyučujícího.

Podmínky udělení zápočtu: Semestrální práce obsahující řešení zadaných úloh. Aktivní účast na přednáškách a ve cvičeních.

Zkouška: Zkouška prověřuje užití definic a vět na vybraných úlohách a praktickou dovednost při řešení příkladů. Zkouška se skládá z písemné a ústní části.  V písemné části je povolen vlastnoručně psaný "tahák" (v strany A4) se vzorci a kritérii dle vlastního úvážení (bez konkrétních příkladů). Je také povolena (jednoduchá) kalkulačka, telefon a počítač však povolen není. Seznam témat pro ústní část zkoušky bude oznámen na konci semestru.

Do klasifikačního hodnocení se zahrnuje výsledek písemného testu (max. 90 bodů), hodnocení diskuze nad semestrální prací (max. 10 bodů).

Klasifikační hodnocení studenta: výborně (90-100 bodů), velmi dobře (80-89 bodů), dobře (70-79 bodů), uspokojivě (60-69 bodů), dostatečně (50-59 bodů), nevyhovující (0-49 bodů).

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
 
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 3 hod. povinná                  
    Cvičení  13 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška

Soustavy obyčejných diferenciálních rovnic (ODR) prvního řádu. Základní pojmy. Existence a jednoznačnost řešení počáteční úlohy. Obecné řešení homogenních a nehomogenních lineárních soustav.
Metody řešení homogenních lineárních soustav ODR s konstantními koeficienty.
Řešení nehomogenních lineárních soustav ODR - metoda variace konstant.
Stabilita řešení obyčejných diferenciálních rovnic a jejich soustav. Základní pojmy. Stabilita lineárních soustav ODR s konstantními koeficienty.
Autonomní soustavy ODR prvního řádu. Trajektorie a fázový portrét. Ekvilibrium a jeho stabilita. Linearizace.
Dvoudimenzionální lineární soustavy ODR s konstantní regulární maticí. Klasifikace ekvilibrií.
Dvoudimenzionální autonomní nelineární soustavy ODR. Topologická ekvivalence.
Autonomní nelineární rovnice druhého řádu.
Matematické modelování v mechanice a biologii.

    Cvičení

Analytické metody řešení soustav ODR prvního řádu.
Analytické metody řešení ODR vyšších řádů.
Stabilita lineárních soustav ODR s konstantními koeficienty.
Autonomní soustavy ODR prvního řádu.
Dvoudimenzionální lineární soustavy ODR s konstantní regulární maticí - stabilita a klasifikace ekvilibrií.
Dvoudimenzionální autonomní nelineární soustavy ODR - stabilita a klasifikace ekvilibrií.
Autonomní nelineární rovnice druhého řádu - stabilita a klasifikace ekvilibrií.
Matematické modelování v mechanice a biologii.

Literatura - základní:
1. W. E. Boyce, R. C. DiPrima, Elementary Differential Equations, 9th Edition, Wiley, 2008.
2. L. Perko, Differential Equations and Dynamical Systems, Text in Applied Mathematics, 7, Springer-Verlag, New York, 2001.
3. A. A. Andronov, E. A. Leontovich, I. I. Gordon, A. G. Maier, Qualitative Theory of Second-Order Dynamical Systems, John Wiley and Sons, New York, 1973.
Literatura - doporučená:
1. W. E. Boyce, R. C. DiPrima, Elementary Differential Equations, 9th Edition, Wiley, 2008.
2. L. Perko, Differential Equations and Dynamical Systems, Text in Applied Mathematics, 7, Springer-Verlag, New York, 2001.
3. J. Stewart, Calculus, 7th Edition, Cengage Learning, 2012.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
N-ENG-A prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 7 Povinný 2 1 Z