Аннотация рабочей программы дисциплины математика место дисциплины в структуре ооп

Вид материалаПрограмма курса

Содержание


Успешное освоение курса позволяет перейти к изучению дисциплин
Программа курса построена
Линейная алгебра и аналитическая геометрия.
Введение в математический анализ
Дифференциальное исчисление функции одной переменной
Интегральное исчисление
Табличные интегралы. Замена переменной и интегрирование по частям в неопределенном интеграле.
Разложение рациональных дробей на простейшие.
Задачи, приводящие к понятию определенного интеграла. Определенный интеграл и его свойства.
Геометрические и механические приложения определенного интеграла.
Дифференциальное исчисление функций нескольких переменных
Числовые и функциональные ряды
Гармонический анализ
Теория поля и поверхностные интегралы
Обыкновенные дифференциальные уравнения
Теория функций комплексной переменной
Элементы функционального анализа
Теория вероятностей
Численные методы
Курс имеет практическую в виде
...
Полное содержание
Подобный материал:
АННОТАЦИЯ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ ДИСЦИПЛИНЫ

МАТЕМАТИКА

Место дисциплины в структуре ООП


Принцип построения курса:

Курс входит в базовые дисциплины цикла ООП специалитета

Курс адресован 130101 Прикладная геология (квалификация (степень) «Специалист») по профилю подготовки Геология нефти и газа


Для успешного освоения курса должны быть сформулированы компетенции:
  • обобщает, анализирует, воспринимает информацию, ставит цели и выбирает пути ее достижения (ОК-1);
  • логически верно, аргументировано и ясно строит устную и письменную речь (ОК-3);
  • стремится к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства (ОК-9);

Успешное освоение курса позволяет перейти к изучению дисциплин естественно–научного цикла, выполнению курсовых и дипломных работ

в цикле профессиональной; базовой и вариативной части ООП


Программа курса построена по блочно-модульному принципу


В курсе такие разделы (темы):

1.

ЛИНЕЙНАЯ АЛГЕБРА И АНАЛИТИЧЕСКАЯ ГЕОМЕТРИЯ.




Векторы. Линейные операции над векторами. Проекция вектора на ось. Декартовы координаты векторов и точек. Скалярное произведение векторов, его основные свойства, координатное выражение.




Векторное и смешанное произведение векторов. Их основные свойства и геометрический смысл. Определители второго и третьего порядка. Координатное выражение векторного и смешанного произведений.




Прямая на плоскости. Различные формы уравнений прямой и плоскости. Угол между прямыми. Расстояние от точки до прямой. Прямая и плоскость в пространстве. Угол между плоскостями. Угол между прямыми. Угол между прямой и плоскостью.




Кривые второго порядка: эллипс, гипербола, парабола. Поверхности второго порядка.




Определители n-го порядка и их свойства. Разложение определителя по строке (столбцу). Решение систем n линейных алгебраических уравнений с n неизвестными по правилу Крамера.




Матрица и действия над ними. Обратная матрица. Решение матричных уравнений с помощью обратной матрицы.




Линейные пространства. Линейная зависимость и независимость системы векторов. Размерность и базис линейного пространства. Координаты вектора. Преобразования координат при переходе к новому базису.




Ранг матрицы. Теорема о ранге. Вычисление ранга матрицы.




Совместимость систем линейных алгебраических уравнений. Однородные и неоднородные системы. Теорема Кронекера-Капелли.

2.

ВВЕДЕНИЕ В МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ




Множества. Операции над множествами. Декартово произведение множеств. Отображения множеств. Мощность множеств.




Множества вещественных чисел. Функция. Область ее определения. Сложные и обратные функции. График функции. Основные элементарные функции, их свойства и графики.




Комплексные числа и действия над ними. Изображение комплексного числа на плоскости. Модуль и аргумент комплексного числа. Алгебраическая и тригонометрическая сущность комплексного числа. Формула Эйлера. Корни из комплексных чисел.




Числовые последовательности. Предел числовой последовательности. Критерий Коши. Арифметические свойства пределов. Переход к пределу в неравенствах. Существование предела монотонной и ограниченной последовательности.




Предел функции в точке и на бесконечности. Бесконечно малые и бесконечно большие функции. Свойства предела функции. Односторонние пределы. Пределы монотонных функций. Замечательные пределы.




Непрерывность функции в точке. Локальные свойства непрерывных функций. Непрерывность сложной и обратной функций. Непрерывность элементарных функций.




Односторонняя непрерывность. Точки разрыва, их классификация.




Сравнение функций. Символы о и О. Эквивалентные функции.




Свойства функций, непрерывность на отрезке: ограниченность, существование наибольшего и наименьшего значений, промежуточные значения. Теорема об обратной функции.

3.

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ ИСЧИСЛЕНИЕ ФУНКЦИИ ОДНОЙ ПЕРЕМЕННОЙ




Понятие функции, дифференцируемой в точке. Дифференциал функции, его геометрический смысл. Общее представление о методах линеаризации.




Производная функции, ее смысл в различных задачах. Правила нахождения производной и дифференциала.




Производная сложной и обратной функций. Инвариантность формы дифференциала. Дифференцирование функций, заданных параметрически.




Точка экстремума функции. Теорема Ферма.




Теоремы Ролля, Лагранжа, Коши, их применение.




Правило Лопиталя.




Производные и дифференциалы высших порядков.




Формула Тейлора с остаточным членом в форме Пеано и в форме Лагранжа. Разложение основных элементарных функций по формуле Тейлора. Применение формулы Тейлора для приближенных вычислений.




Условия монотонности функции. Экстремумы функции, необходимое условие. Достаточные условия. Отыскание наибольшего и наименьшего значений функции, дифференцируемой на отрезке.




Исследование выпуклости функции. Точки перегиба.




Асимптоты функций. Понятие об асимптотическом расположении.




Общая схема исследование функции и построения графика.




Вектор функция скалярного аргумента. Понятие кривой, гладкая кривая. Касательная к кривой. Кривизна кривой. Радиус кривизны. Главная нормаль. Бинормаль. Кручение кривой.

4.

ИНТЕГРАЛЬНОЕ ИСЧИСЛЕНИЕ




Первообразная. Неопределенный интеграл и его свойства.




Табличные интегралы. Замена переменной и интегрирование по частям в неопределенном интеграле.




Многочлены. Теоремы Безу. Основная теорема алгебры. Разложение многочлена с действительными коэффициентами на линейные и квадратичные множители.




Разложение рациональных дробей на простейшие.




Интегрирование рациональных дробей. Интегрирование некоторых иррациональных трансцендентных функций.




Задачи, приводящие к понятию определенного интеграла. Определенный интеграл и его свойства.




Формула Ньютона-Лейбница, ее применение для вычисления определенного интеграла.




Геометрические и механические приложения определенного интеграла.




Несобственные интегралы с бесконечными пределами и от бесконечных функций, их основные свойства. Признаки сходимости несобственных интегралов. Понятие сингулярных интегралов.


5.

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ ИСЧИСЛЕНИЕ ФУНКЦИЙ НЕСКОЛЬКИХ ПЕРЕМЕННЫХ




Пространство . Множества в открытые, замкнутые, ограниченные, линейно связанные, выпуклые.




Функции нескольких переменных. Предел и непрерывность функции. Функции, непрерывные на компактах. Промежуточные значения неопределенных функций на линейно связанных множествах.




Частные производные. Дифференциал, его связь с частными производными. Инвариантность формы дифференциала. Геометрический смысл частных производных и дифференциала. Производная по направлению. Градиент.




Частные производные и дифференциалы высших порядков. Формула Тейлора.




Неявные функции. Теоремы существования. Дифференцирование неявных функций.




Экстремумы функций нескольких переменных. Необходимое условие экстремума. Достаточное условие экстремума.




Условные экстремум. Метод множителей Лагранжа.

6.

ЧИСЛОВЫЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ РЯДЫ




Числовые ряды. Сходимость и сумма ряда. Необходимое условие сходимости. Действия с рядами.




Ряды с неотрицательными членами. Признаки сходимости.




Знакопеременные ряды, ряды с комплексными членами. Абсолютная и условная сходимость. Признак Лейбница. Свойства абсолютно сходящихся рядов.




Степенные ряды. Теорема Абеля. Круг сходимости. Ряды Тейлора и Маклорена. Разложение функций в степенные ряды. Приложения рядов.

7.

ГАРМОНИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ




Метрические пространства. Нормированное пространство. Бесконечномерные евклидовы пространства. Полнота пространства. Банаховы, Гильбертовы пространства. Ортогональные и ортонормированные системы. Процесс ортогонализации.




Тригонометрические ряды Фурье.

8.

ТЕОРИЯ ПОЛЯ И ПОВЕРХНОСТНЫЕ ИНТЕГРАЛЫ





Двойной и тройной интеграл, их свойства. Сведение кратного интеграла к повторному.




Криволинейные интегралы, их свойства и вычисление.




Скалярное и векторное поле. Циркуляция векторного поля.




Формула Гаусса-Остроградского. Дивергенция векторного поля, ее физический смысл.

9.

ОБЫКНОВЕННЫЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ




Задачи, приводящие к дифференциальным уравнениям.




Дифференциальные уравнения первого порядка. Изоклины. Задачи Коши. Теоремы существования единственного решения задачи Коши. Основные классы уравнений, интегрируемых в квадратурах.




Дифференциальные уравнения высших порядков. Задачи Коши. Понятие о краевых задачах для дифференциальных уравнений. Уравнения, допускающие понижение порядка.

10.

ТЕОРИЯ ФУНКЦИЙ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕМЕННОЙ





Элементарные функции, их свойства. Ветви многозначных функций.




Дифференцируемость и аналитичность. Условия Коши-Римана. Гармонические и аналитические функции.




Геометрический смысл модуля и аргумента производной аналитической функции.

11.

ЭЛЕМЕНТЫ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО АНАЛИЗА




Элементы теории множеств. Мера множества. Отображения множеств.

12.

ТЕОРИЯ ВЕРОЯТНОСТЕЙ




Пространство элементарных событий. Алгебра событий. Понятие случайного числа. Вероятность. Аксиоматическое построение теории вероятностей.




Элементарная теория вероятностей. Методы вычисления вероятностей.




Условная вероятность. Формула полной вероятности. Формула Байеса.




Схема Бернулли. Теорема Пуассона и Муавра-Лапласа.




Дискретные случайные величины. Функция распределения и ее свойства. Математическое ожидание и дисперсия случайной величины.




Непрерывные случайные величины. Функция распределения и ее свойства. Математическое ожидание и дисперсия непрерывной случайной величины.




Нормальное распределение и его свойства.




Случайные векторы. Функция распределения. Условные распределения случайных величин. Условные математические ожидания. Ковариационная матрица. Коэффициенты корреляции.




Понятие случайного процесса. Процессы с независимыми приращениями. Пуассоновский процесс. Стационарные процессы.

13.

ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ





Решение ин6женерных задач с применением ЭВМ. Вычислительный эксперимент.




Численные методы алгебры: решение систем алгебраических уравнений, задача на собственные вектора и собственные значения. Решение нелинейных уравнений методом Ньютона и методом простых итераций. Сходимость, оценка погрешности.




Численные методы в теории приближений: интерполяционные многочлены Лагранжа и Ньютона, численное дифференцирование и интегрирование. Оценка погрешности.




Численные методы оптимизации. Градиентные методы решения гладких экстремальных задач: градиентный метод с регулировкой шага, метод сопряженных градиентов, метод Ньютона.

Курс имеет практическую в виде практических занятий


Компетенция(и) обучающего, формируемые в результате освоения дисциплины (модуля):
  • самостоятельно приобретает с помощью информационных технологий и использует в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности (ПК-2);
  • организовывает свой труд, самостоятельно оценивает результаты своей деятельности, владеет навыками самостоятельной работы, в том числе в сфере проведения научных исследований (ПК-4);
  • использует теоретические знания при выполнении произвольных, технологических и инженерных исследований в соответствии со специализацией (ПК-10);
  • выбирает технические средства для решения общепрофессиональных задач и осуществляет контроль за их применением (ПК-11);
  • устанавливает взаимосвязи между фактами, явлениями, событиями и формулирует научные задачи по их обобщению (ПК-21);
  • планирует и выполняет аналитические, имитационные и экспериментальные исследования, критически оценивает результаты исследований и делает выводы (ПК-23).

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

ЗНАТЬ:
  • цели, задачи, место математики среди других научных дисциплин и ее влияние на научно-технический прогресс;
  • основные процессы, явления, объекты, изучаемые в данном курсе;
  • главные понятия, определения, термины;
  • методы, средства и способы решения задач основных разделов математики;
  • понимать технологию основного метода познания – моделирования.

УМЕТЬ:
  • решать типовые предметные задачи;
  • применять математические знания к решению инженерных задач;
  • иметь представление о логике развития математического знания;
  • использовать теоретические знания по математике в своей практике;
  • раскрывать взаимосвязь между основными разделами математики и другими науками;
  • анализировать, сопоставлять, систематизировать полученные на лекционных и практических занятиях научные факты;
  • выбирать методы и математические модели при изучении того или иного явления, учитывая все их преимущества и недостатки;
  • представлять результаты решения отдельных задач;
  • осуществлять самооценку и самоконтроль, планировать свою деятельность при изучении курса.

ВЛАДЕТЬ:
  • методами построения математических моделей при решении производственных задач.