Matematický aparát fyziky I (K116)
Výuka po jednotlivých blocích:
- Základy vektorové algebry: pojem vektoru, sčítání a odčítání vektorů, vektor jako uspořádaná n-tice, lineární závislost a nezávislost, vektory v rovině a v prostoru. Matice a determinant. Skalární a vektorový součin. Smíšený součin.
Soustavy souřadnic: souřadnice v rovině a v prostoru, pravoúhlá, válcová a kulová soustava souřadnic. Transformace souřadnic.- Studijní text: Matematika pro fyziky I, kapitoly 2 a 3, str. 9-50.
- Příklady k samostatnému řešení 1
- Limita funkce: funkce jedné reálné proměnné a její vlastnosti, složená funkce, racionální funkce, limita a spojitost funkce. Výpočet limity funkce. Nevlastní limity.
- Studijní text: Matematika pro fyziky I, kapitola 4, str. 51-72.
- Příklady k samostatnému řešení 2
- Derivace funkce: derivace a její význam, pravidla pro výpočet derivace, derivace složené funkce. Diferenciál, průběh funkce, funkce rostoucí a klesající, konvexnost, konkávnost, inflexní body, extrémy funkce, asymptoty. l’Hospitalovo pravidlo, Taylorův vzorec, derivace vektoru.
- Studijní text: Matematika pro fyziky I, kapitola 5, str. 73-98.
- Příklady k samostatnému řešení 3
- Základy integrálního počtu: primitivní funkce, neurčitý integrál, pravidla pro integrování. Integrování per partes. Integrování substitucí. Integrace racionální funkce. Newtonův určitý integrál, Riemannův určitý integrál, výpočet určitého integrálu metodou per partes a substitucí. Aplikace integrálního počtu: výpočet plochy a objemu, střední hodnota funkce, aplikace integrálního počtu ve fyzice.
- Studijní text: Matematika pro fyziky I, kapitola 6, str. 98-118, kapitola 7, str. 119-140.
- Příklady k samostatnému řešení 4
Matematický aparát fyziky II (K216)
Výuka po jednotlivých blocích:
- Integrální počet (pokračování): opakování, nevlastní integrál, mnohočleny, integrace racionální funkce, aplikace integrálu ve fyzice (pokračování). Komplexní čísla: goniometrický tvar, Eulerův vzorec, operace s komplexními čísly, komplexní funkce, komplexní čísla ve fyzice: elektrické obvody, kmitavý pohyb, kvantová mechanika.
- Studijní text: Matematika pro fyziky I, kapitola 6, str. 111-118, kapitola 7, str. 131-142. Rektorys: kapitola 1.6, str. 9-11, kapitola 1.14, str. 19-23, kapitola 13.3, str. 441-447.
- Příklady k samostatnému řešení 1
- Funkce dvou a více proměnných: Pojem funkce dvou a více reálných proměnných, složená funkce, limita a spojitost funkce. Parciální derivace, totální diferenciál, parciální derivace složené funkce. Derivace implicitní funkce. Taylorova věta, extrémy funkcí. Dvojný integrál, Fubiniova věta. Trojný integrál.
- Studijní text: Matematika pro fyziky II, kapitola 9, str. 3-34.
- Příklady k samostatnému řešení 2
- Diferenciální rovnice: obyčejná diferenciální rovnice a její řešení, separace proměnných, lineární diferenciální rovnice 1. řádu. Diferenciální rovnice 2. řádu, snížení řádu. Lineární diferenciální rovnice s konstantními koeficienty, speciální pravá strana. Řešení diferenciálních rovnic ve fyzice, lineární harmonický oscilátor.
- Studijní text: Matematika pro fyziky II, kapitola 10, str. 35-62.
- Příklady k samostatnému řešení 3
- Vektorová analýza: Gradient, divergence, rotace. Gaussova věta. Stokesova věta. Tenzory. Fourierova řada a Fourierův integrál.
- Studijní text: Matematika pro fyziky I, kapitola 8, str. 143-195. Rektorys: kapitola 16.1-16.3, str. 632-661.
- Příklady k samostatnému řešení 4