Témata pro bakalářské nebo diplomové práce
Zde je seznam rámcových témat, které nabízím studentům FJFI či jiným studentům s větším zájmem o matematiku. Zjednodušeně lze říci, že témata jsou vhodná pro studenta, kterého bavila matematická analýza a lineární algebra a chtěl by své znalosti prohloubit dalším studiem zaměřeným na spektrální teorii, teorii operátorů, asymptotickou analýzu, ortogonální polynomy a speciální funkce. V případě zájmu se neostýchejte mi napsat a domluvit si konzultaci!
Témata jsou poměrně variabilní a lze je přizpůsobit případným preferencím studenta/ky. Je také možné přidat další témata. Takové modifikace je třeba se mnou dopředu konzultovat.
Výuka
Matematická analýza A3,4 (ANA3,4)
Text k přednášce: |
Videozáznam k přednášce z covidových let 20/21. Místy horší kvalita zvuku a drobné chyby. Od aktuálně běžícího kurze se může mírně lišit.
Přednáška |
Obsah |
Video [YouTube] |
Přednáška 1 |
Bodová konvergence, motivační příklady, stejnoměrná konvergence, Bolzanovo-Cauchyho kritérium. |
|
Přednáška 2 |
Věta o limitě, o spojitosti, o integraci, o derivaci. |
|
Přednáška 3 |
Stejnoměrná konvergence funkčních řad, Bolzanova-Cauchyho podmínka, Weierstrassovo kritérium, komplexní exponenciela, Dirichletovo a Abelovo kritérium, věty o záměně pro řady. |
|
Přednáška 4 |
Mocninné řady, Cauchyho-Hadamardova věta, stejnoměrná konvergence mocninné řady, Abelovy věty, integrování a derivování mocninné řady, Taylorova řada, reálně analytické funkce. |
|
Přednáška 5 |
Trigonometrická řada, Fourierova řada, Eulerovy vzorce, Dirichletova věta, Riemannovo lemma, bodová konvergence Fourierovy řady, Diniho kritérium. |
|
Přednáška 6 |
Věta o bodové konvergenci Fourierovy řady, Besselova nerovnost. |
|
Přednáška 7 |
Jordanova věta o stejnoměrné konvergenci Fourierovy řady, Parsevalova rovnost. |
|
Přednáška 8 |
Normovaný prostor, p-normy, metrický prostor, otevřená množina v metrickém prostoru, topologie, kotopologie. |
|
Přednáška 9 |
Báze topologického prostoru, lokální báze v bodě, vnitřek, uzávěr, hranice, hromadný a izolovaný bod. |
|
Přednáška 10 |
Axiomy oddělitelnosti, limita posloupnosti, topologický podprostor. |
|
Přednáška 11 |
Spojitost, ekvivalence norem, stejnoměrná spojitost, limita zobrazení, Heineho věta. |
|
Přednáška 12 |
Kompaktnost, Cantorova věta, hromadná hodnota posloupnosti, posloupnost s konvergetní podposloupností. |
|
Přednáška 13 |
Kompaktnost a sekvenční kompaktnost v metrických prostorech, kompaktnost a spojitost, kompaktnost uzavřeného omezeného intervalu. |
|
Přednáška 14 |
Tychonovova věta, ekvivalence norem na prostoru konečné dimenze, Heineho-Borelova věta, Bolzanova-Weierstrassova věta. |
|
Přednáška 15 |
Cauchyovská posloupnost, úplnost, vztah úplnosti a kompaktnosti, Banachova a Browerova věta o pevném bodě. |
|
Přednáška 16 |
Souvislost, základní vlasnosti, souvislost a uzávěr, souvislost a spojitost, souvislé podmnožiny R, komponenta souvislosti. |
|
Přednáška 17 |
Křivka, křivková souvislost, lokálně křivková souvislost, topologická sinusoida, homeomorfní euklidovské prostory. |
|
Přednáška 18 |
Derivace funkce více proměnných, norma lineárního zobrazení a její vlastnosti, derivace a spojitost. |
|
Přednáška 19 |
Derivace složené funkce, gradient, parciální a směrová derivace. |
|
Přednáška 20 |
Vztah derivace a parciálních derivací, Jacobiho matice zobrazení. |
|
Přednáška 21 |
Tečná nadrovina k vrstevnici a ke grafu funkce, tečný prostor, Věta o přírůstku a její důsledky. |
|
Přednáška 22 |
Parciální derivace vyšších řádů, věta o záměně smíšených parciálních derivací, třídy hladkosti, derivace vyšších řádů, Hessova matice funkce. |
|
Přednáška 23 |
Taylorova věta pro funkce více proměnných. |
|
Přednáška 24 |
Lokální extrémy funkcí více proměnných, nutná a postačující podmínka extrému. |
|
Přednáška 25 |
Lokální extrémy funkcí více proměnných, další nutná podmínka extrému, konvexnost, metoda nejmenších čtverců. |
|
Přednáška 26 |
Věta o inverzní funkci, věta o otevřeném zobrazení. |
3.7a Inverzní funkce |
Přednáška 27 |
Věta o implicitní funkci. |
|
Přednáška 28 |
Vázané extrémy funkce více proměnných, tečný prostor, nutná podmínka vázaného extrému. |
|
Přednáška 29 |
Postačující podmínka vázaného extrému a další nutná podmínka vázaného extrému. |
|
Přednáška 30 |
Základní problém teorie míry, Banachova-Tarského věta, sigma algebra, sigma algebra generovaná systémem množin, borelovská sigma algebra. |
|
Přednáška 31 |
Produktová sigma algebra, produkt borelovských sigma algeber, elementární systém, míra a její základní vlastnosti. |
|
Přednáška 32 |
Množina nulé míry, terminologie "skoro všude", úplná míra, věta o zúplnění míry, vnější míra, Carathéodoryho věta. |
|
Přednáška 33 |
Pramíra na algebře, konstrukce míry z pramíry, borelovská míra na R, konstrukce borelovských měr na R, Lebesgueova-Stieltjesova míra, Lebesgueova míra. |
|
Přednáška 34 |
Regularita Lebesgueových-Stieltjesových měr, věty o měřitelných množinách Lebesgueových-Stieltjesových měr. |
|
Přednáška 35 |
Lebesguova míra na R a její vlastnosti, lebesgueovsky měřitelné množiny, Cantorovo diskontinuum a Cantorova funkce. |
|
Přednáška 36 |
Měřitelné zobrazení, měřitelná funkce, základní vlastnosti. |
|
Přednáška 37 |
Další vlastnosti měřitelných funkcí, kladná a záporná část funkce, jednoduché funkce, aproximace měřitelných funkcí jednoduchými. |
|
Přednáška 38 |
Integrál jednoduché funkce, integrál nezáporné funkce, Věta o monotónní konvergenci. |
5.2a Integrace nezáporné funkce |
Přednáška 39 |
Vlastnosti integrálu nezáporných funkcí, Fatouovo lemma, Integrál komplexní funkce, integrabilní funkce, vlastnosti integrálnu komplexní funkce. |
5.2c Integrace nezáporné funkce |
Přednáška 40 |
Rozšíření pojmů měřitelná a integrabilní funkce, Lebesgueova věta. |
|
Přednáška 41 |
Hustota jednoduchých a spojitých funkcí v prostoru integrabilních funkcí, Věty o limitě a derivaci, vztah Riemannova a Lebesgueova integrálu. |
5.3d Integrace obecné funkce |
Přednáška 42 |
Součin měr a Tonelliho-Fubiniho věta. |
|
Přednáška 43 |
Lebesgueova míra na R^n, vnější a vnitřní regularita, translační invariance Lebesgueovy míry. |
|
Přednáška 44 |
Lineární regulární transformace v Lebesgueově integrálu, rotační invariuance Lebesgueovy míry, Věta o substituci. |
|
Přednáška 45 |
Lebesgueovy prostory, Hölderova nerovnost, Minkowského nerovnost. |
|
Přednáška 46 |
Úplnost Lebesgueových prostorů. |
|
Přednáška 47 |
Křivka a její délka. |
|
Přednáška 48 |
Křivkové integrály 1. a 2. druhu, Greenova věta. |
|
Přednáška 49 |
Plošné integrály 1. a 2. druhu. |
|
Přednáška 50 |
Gaussova a Stokesova věta, geometrický význam divergence a rotace. |
|
Komplet |
|
Cvičení z ANA3 a ANA4:
Počítají se příklady z Děmidovičovy sbírky.
Videozáznam ze cvičení ANA3 Radka Fučíka a Matěje Tuška z covidového roku 2020/21 je k dispozici zde.
Zápočet a zkouška: Zápočet získáte za aktivní účast na cvičení. Zkouška má písemnou a ústní část.
1) Písemná část: Skládá se ze 3 příkladů, na jejichž řešení má student 100 minut. Za každý příklad může student získat maximálně 1 bod. Pro postup k ústní části musí student získat alespoň 2 body z celkem 3 bodů.
- ANA3: ukázková písmeka
- ANA4: ukázková písmeka
2) Ústní část: I na známku E je třeba prokázat dostatečné porozumění probírané látce, umět všechny definice, znění všech vět i důkazy jednodušších vět!
- ANA3: Rozprava na vybrané téma z 1.-3. kapitoly k části 3.6. Lokální extrémy funkcí více proměnných včetně.
- ANA4: Rozprava na vybrané téma z 3.-6. kapitoly od části 3.7. Věta o inverzní funkci až po část 6.6. Stokesova věta.
Vedení studenti
Jméno |
Téma |
Typ, rok, pdf |
Tomáš Hrdina |
Discrete polyharmonic operator with complex potential |
DP, 2024, pdf |
Jakub Waclawek |
Discrete Hardy Inequalities |
BP, 2024, pdf |
Tomáš Hrdina |
Spectrum of the discrete bilaplace operator with complex potential |
VU, 2023, pdf |
Vojtěch Bartoš |
Pseudospectrum of the discrete Schrödinger operator with a complex step potential and the weak coupling |
VU, 2023, pdf |
Tomáš Hrdina |
Lokalizace spektra diskrétního bilaplaceova operátoru s komplexním potenciálem |
BP, 2022, pdf |
Vojtěch Bartoš |
Diskrétní Schrödingerův operátor s komplexním schodovitým potenciálem |
BP, 2022, pdf |
Bohdan Frejišyn |
Sledování matematických článků podle klasifikačních kódů AMS |
BP, 2016, pdf |
Juraj Korček |
Robots for Algorithmic Trading on Foreign Exchange Market |
BP, 2015, pdf |
Martin Labuť |
Knihovna pro fyzikální engine založený na pružinovém modelu |
BP, 2013, pdf |
Links
Zde jsou odkazy na osobní stránky kolegů s podobným vědeckým zájmem.