Detail předmětu

Matematika 2 (KFS)

FAST-BAA023-KAk. rok: 2026/2027

Přímá výuka je dělena do tří tematických bloků, každý blok je presentován většinou 4 tématy:

  • Určitý integrál jedné proměnné, aplikace.
  • Reálná funkce více proměnných. Základní pojmy, složená funkce. Limita a spojitost. Parciální derivace.
  • Parciální derivace složené funkce, parciální derivace vyšších řádů. Směrová derivace, gradient. Totální diferenciály.
  • Taylorův polynom. Prostorová křivka, tečný vektor křivky. Tečná rovina a normála plochy. Lokální extrémy funkce dvou proměnných.
  • Vázané extrémy, použití Lagrangeových multiplikátorů. Globální extrémy funkce dvou proměnných. Implicitní funkce jedné a dvou proměnných.
  • Dvojný integrál, výpočet, vlastnosti. Výpočet podle Fubiniovy věty i pomocí transformací (polární souřadnice).
  • Transformace a aplikace dvojného integrálu. Příklad trojného integrálu.
  • Křivkový integrál ve skalárním poli. Vektorové pole, divergence, rotace. Křivkový integrál ve vektorovém poli.
  • Práce, cirkulace Greenova věta. Nezávislost křivkového integrálu na integrační cestě. Potenciál.
  • Obyčejné diferenciální rovnice (DR), základní pojmy. Rovnice prvého řádu, separované.
  • Rovnice prvého řádu, lineární (a exaktní). Homogenní DR n-tého řádu.
  • Homogenní lineární DR s konstantními koeficienty, wronskián.
  • Nehomogenní DR se speciální pravou stranou a metoda variace konstanty. Aplikace DR v technické praxi, okrajové úlohy.

Výsledky učení:

  • odborné znalosti: Po seznámení se základními pojmy diferenciálního počtu funkce dvou proměnných, respektive více proměnných je schopen student se orientovat v odborných předmětech fyzikálního zaměření. Pochopení parciálních derivací, totálního diferenciálu či gradientu je nezbytné pro získání základů vyšší matematiky pro technické university.
  • odborné dovednosti: Student bude chápat základní pojmy integrálního počtu funkce více proměnných a některé aplikace pomocí integrálů jako jsou aplikace pro délku křivky, práce s obecně definovanou křivkou, momenty apod. Jako kruciální jsou pak znalosti v oblasti analytického řešení diferenciálních rovnic.
  • a způsobilosti: Seznámení se s předloženou strukturou výuky umožní studentům se orientovat v geometrickému a fyzikálnímu významu uvedené problematiky. Pojem gradientu či směrových derivací rozšíří technickou představivost studentů.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Zajišťuje ústav

Ústav matematiky a deskriptivní geometrie (MAT)

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Zkouška bude písemná. Hodnocení zkoušky bude založeno na stupnici ECTS podle tabulky Studijního a zkušebního řádu VUT. 

Základní literatura

Larson, R.- Hostetler, R.P., Edwards, B.H.: Calculus (with Analytic Geometry). Brooks Cole 2005. (EN)
Rektorys, K., Přehled užité matematiky, Prometheus, Praha 2000 (CS)
Stein, S. K, Calculus and analytic geometry. New York 1989. (EN)

Doporučená literatura

Bhunia, S. C., Pal, S.: Engineering Mathematics. Oxford University Press 2015. (EN)
Holický P., Kalenda O., Metody vybraných úloh z matematické analýzy, MatfyzPress, 2006. (CS)
Jirásek, F., Čipera, S., Vacek, M., Sbírka řešených příkladů z matematiky I, SNTL Praha 1986 (CS)
Krbálek M., Funkce více proměnných, FSI VUT v Brně 2021. (CS)
Serge L., Calculus of Several Variables, Springer 2012. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BKC-SIS bakalářský 1 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Konzultace v kombinovaném studiu

14 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Individuální příprava na ukončení

52 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Samostudium

64 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor