Detail předmětu
Moderní metody řešení diferenciálních rovnic
FSI-SDR-A Ak. rok: 2023/2024 Letní semestr
Předmět podává přehled moderních metod řešení diferenciálních rovnic založených na funkcionální analýze. Předmet se zabývá následujícími okruhy: Přehled prostorů funkcí s integrovatelnými derivacemi.
Lineární eliptické rovnice: slabá a variační formulace okrajových úloh, existence a jednoznačnost řešení, přibližná řešení a jejich konvergence.
Specifika nelineárních úloh. Slabá a variační formulace nelineárních stacionárních koercivních úloh, existence řešení. Aplikace na vybrané rovnice matematické fyziky.
Úvod do stochastických diferenciálních rovnic.
Jazyk výuky
angličtina
Počet kreditů
5
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Vstupní znalosti
Diferenciální a integrální počet funkcí jedné a více reálných proměnných,
obyčejné a parciální diferenciální rovnice, funkcionální analýza a prostory funkcí, teorie pravděpodobnosti.
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
Zápočet: aktivní účast ve výuce.
Zkouška – praktická část testuje schopnost vzájemně převádět slabou, variační a klasickou formulaci konkrétní nelineární okrajové úlohy a analyzovat její zobecněné řešení. Teoretická část obsahuje 4 otázky z přednesené látky.
Pří nepřítomnosti si student musí doplnit zameškanou látku samostudiem.
Učební cíle
Cílem kurzu je podat posluchačům přehled moderních metod řešení okrajových úloh pro diferenciální rovnice založených na prostorech funkcí a funkcionální analýzy včetně konstrukce přibližných řešení.
Studenti získají orientaci v zobecněných formulacích (slabých a variačních) úloh pro parciální i obyčejné diferenciální rovnice a konstrukci přibližných řešení používaných pro numerické výpočty.
Získají také představu o stochastickém integrálu a stochastických diferenciálních rovnicích.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program N-MAI-A: Mathematical Engineering, magisterský navazující, povinný
Program N-AIM-A: Applied and Interdisciplinary Mathematics, magisterský navazující, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
26 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Motivace. Přehled vybraných prostředků funkcionální analýzy.
2. Lebesgueovy prostory, zobecněné funkce, popis hranice oblasti.
3. Sobolevovy prostory, různá zavedení, věty o vnoření a o stopách, duální prostory.
4. Slabá formulace lineárních eliptických rovnic.
5. Laxovo-Milgramovo lemma a existence a jednoznačnost řešení.
6. Variační formulace, konstrukce přibližných řešení.
7. Specifika nelineárních úloh, různé nelinearity. Němyckého operátory.
8. Slabá a variační formulace stacionárních nelineárních rovnic.
9. Monotónní operátory a jejich použití.
10. Aplikace metod na vybrané rovnice matematické fyziky.
11. Úvod do stochastických diferenciánlních rovnic. Brownův pohyb.
12. Itoův integrál a Itoova formule. Řešení stochastických diferenciálních rovnic.
13. Rezerva.
Cvičení
26 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
Ilustrace pojmů na příkladech a použití vět a teoretických výsledků z přednášek
v konkrétních situacích a na vybraných rovnicích matematické fyziky.