Главная >> Программы

Pages: |

| 2 | 3 | 4 |

«СБОРНИК примерных программ математических дисциплин цикла МиЕН Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования 3-его поколения Москва 2008 СОДЕРЖАНИЕ Пояснительная записка. ...»

-- [ Страница 1 ] --

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

СБОРНИК

примерных программ математических дисциплин

цикла МиЕН Федерального государственного

образовательного стандарта высшего профессионального

образования 3-его поколения

Москва 2008

СОДЕРЖАНИЕ

Пояснительная записка.

Математические компетенции бакалавра.

3. Комплекты программ математических дисциплин.

3.1. Программы математических дисциплин в образовательной области «Техника и технология» (УГС 090000, 200000-230000).

3.2. Программы математических дисциплин в образовательной области «Техника и технология» (УГС 090000, 120000-190000) и «Сельское и рыбное хозяйство» (УГС 110000).

3.3. Программы математических дисциплин в образовательной области «Экономика и управление (менеджмент)» (УГС 080000).

3.4. Единая программа математических дисциплин в образовательной области «Естественные науки» (УГС 020000).

3.5. Программы математических дисциплин в образовательной области «Гуманитарные и социальные науки» (УГС 030000, 040000, 060000, 070000, 100000).

3.6. Единая программа математических дисциплин в образовательной области «здравоохранение» (УГС 060000).

4. Приложение 1. Прикладная тематика самостоятельных работ студентов в образовательной области «Экономика и управление (менеджмент)» (УГОС 080000).

Приложение 2. Авторские программы математических дисциплин 5.

для отдельных направлений подготовки бакалавров.

Материал подготовлен Научно-методическим советом по математике Министерства образования и науки Российской Федерации Составители:

Михеев Виктор Иванович – доктор педагогических наук, профессор;

(Программа 3.5) Поспелов Алексей Сергеевич – доктор физико-математических наук, профессор;

(Программы 3.1., 3.2., 3.4.) Розанова Светлана Алексеевна – доктор педагогических наук, профессор;

(Программы 3.1., 3.2.) Савчин Владимир Михайлович - доктор физико-математических наук, профессор;

(Программа 3.6.) Самыловский Александр Иванович – доктор физико-математических наук, профессор;

(Программа 3.3.) Авторы-составители программ, помещенных в ПРИЛОЖЕНИИ 2, преподаватели МГУ им. М.В. Ломоносова:

проф. Власов В.В., доц. Гладков Б.В., доц. Ивашев-Мусатов О.С., доц. Камзолов А.И., доц.

Козко А.И., доц. Кудрявцев Н.Л., доц. Макаров Ю.Н., проф. Печенцов А.С., проф.Подольский В.Е., проф. Прилепко А.И., проф. Самыловский А.И., доц. Соболева Е.С., проф. Стёпин С.А., доц.

Субботин А.В., доц. Сударев Ю.Н., доц. Фатеева Г.М., проф. Чирский В.Г., д.ф.-м.н. Чубаров И.А.

Редакторы:

Кудрявцев Лев Дмитриевич – член-корреспондент РАН, доктор физикоматематических наук, профессор;

Кузнецова Татьяна Анатольевна – кандидат физико-математических наук, доцент;

Поспелов Алексей Сергеевич – доктор физико-математических наук, профессор;

Розанова Светлана Алексеевна – доктор педагогических наук, профессор;

Ягола Анатолий Григорьевич – доктор физико-математических наук, профессор.

Материал докладывался и обсуждался на заседаниях НМС по математике в 2003 – 2008 г.г.

1. Пояснительная записка Настоящий сборник комплектов программ математических дисциплин предназначен для включения в цикл математических и естественнонаучных дисциплин (М и ЕН) Федерального государственного образовательного стандарта (ФГОС) высшего профессионального образования (ВПО) 3-его поколения. Программы предназначены для подготовки бакалавров. Это накладывает на них определенные особенности, заключающиеся в том, что выпускник должен получить базовое, общее, широкое высшее образование, способствующее дальнейшему развитию личности.

Математика является не только мощным средством решения прикладных задач и универсальным языком науки, но также и элементом общей культуры. Поэтому математическое образование следует рассматривать как важнейшую составляющую фундаментальной подготовки бакалавров.

Целью математического образования бакалавра является:

• Воспитание достаточно высокой математической культуры;

• Привитие навыков современных видов математического мышления;

• Привитие навыков использования математических методов и основ математического моделирования в практической деятельности.

Воспитание у студентов математической культуры включает в себя ясное понимание необходимости математической составляющей в общей подготовке бакалавра, выработку представлений о роли и месте математики в современной цивилизации и в мировой культуре, умение логически мыслить, оперировать с абстрактными объектами и быть корректным в употреблении математических понятий и символов для выражения количественных и качественных отношений.

Математическое образование бакалавров должно быть широким, общим, то есть достаточно фундаментальным. Фундаментальность математической подготовки включает в себя достаточную общность математических понятий и конструкций, обеспечивающую широкий спектр их применимости, разумную точность формулировок математических свойств изучаемых объектов, логическую строгость изложения математики, опирающуюся на адекватный современный математический язык.

Разработка программ осуществлялась членами Научно методического совета (НМС) по математике Министерства образования РФ на основе многолетнего опыта реализации Основных образовательных программ (ООП) подготовки специалистов в ведущих вузах Москвы, С.-Петербурга и других регионов РФ. Предлагаемые программы неоднократно обсуждались на заседаниях НМС по математике, в том числе выездных, а структура основных дидактических единиц систематически апробировалась в учебных курсах математических дисциплин государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования 2-го поколения. При составлении программ использовались материалы Сборника программ математических дисциплин (разработанные в 2005г. НМС по математике) и методические материалы по макроанализу ГОС ВПО 2-го поколения (выполненные отделом педагогических измерений Национального Аккредитационного Агентства в сфере образования).

Авторы постарались максимально сохранить реализацию принципа оптимального сочетания фундаментальности и профессиональной направленности математического образования, присущего российской высшей школе. С этой целью:

• Там, где это возможно, даны ссылки в «Дополнительной литературе» на учебные пособия и учебники с прикладными (профессиональными) задачами.

• Предполагается, что каждый лектор дает несколько профессиональных задач, иллюстрирующих применение математических методов к их решению.

Трудоемкость предлагаемых программ выражена в зачетных единицах. При этом авторы исходили из распределения общей трудоемкости ООП, как представлено в Таблице 1.

Как видно из таблицы 1 суммарная трудоемкость базовых частей учебных циклов ООП Б.1-Б.3 составляет 50% их общей трудоемкости.

3. В сборнике представлены 6 комплектов программ:

3.1. Программа математических дисциплин в образовательной области «Техника и технология» ( УГС 090000 и 200000-230000, а вторая для УГС 200000-230000;

3.2.Программа математических дисциплин в образовательной области «Техника и технология» совместно с образовательной областью «Сельское и рыбное хозяйство» ( УГС 110000-190000 и 240000-280000);

3.3. Программа математических дисциплин в образовательной области «Экономика и управление (менеджмент)» (УГС 080000);

3.4. Единая программа математических дисциплин в образовательной области «Естественные науки» (УГС 020000);

3.5.Единая программа математических дисциплин в образовательной области «Гуманитарные и социальные науки» (УГС 030000, 040000,060000, 070000, 100000);

3.6. Единая программа математических дисциплин в образовательной области «Здравоохранение» (УГС 060000).

В результате представленная совокупность Программ математических дисциплин охватывает весь Перечень направлений высшего профессионального образования РФ для ФГОС третьего поколения, за исключением образовательной области «Педагогика» (УГС 050000).

Комплекты программ разбиты на две части: базовую и вариативную – с указанием трудоемкости каждой из содержащихся в нем программ математических дисциплин.

Комплект снабжен также обновленным списком рекомендуемой литературы в основном с грифом Министерства образования и науки РФ или грифом НМС по математике Министерства образования и науки РФ.

Предполагается, что в результате изучения математических дисциплин цикла М и ЕН бакалавр должен обладать следующими математическими универсальными компетенциями:

а) общенаучными компетенциями (ОНК):

• способность использовать в познавательной профессиональной деятельности базовые знания в области математики (ОНК-1);

• способность приобретать новые математические знания, используя современные образовательные и информационные технологии (ОНК-2);

• владеть математической логикой, необходимой для формирования суждений по соответствующим профессиональным, социальным, научным и этическим проблемам (ОНК-3);

• владеть методами анализа и синтеза изучаемых явлений и процессов (ОНК-4).

б) инструментальными компетенциями (ИК):

• владеть развитыми учебными навыками и готовностью к продолжению образования (ИК-1);

• обладать способностью к применению на практике, в том числе умением составлять математические модели типовых профессиональных задач и находить способы их решений; интерпретировать профессиональный (физический) смысл полученного математического результата (ИК-2);

• владеть умением применять аналитические и численные методы решения поставленных задач (с использованием готовых программных средств) (ИК-3);

в) социально-личностными и общекультурными компетенциями (СЛК);

• обладать математическим мышлением, математической культурой как частью профессиональной и общечеловеческой культуры (СЛК-1);

• владеть способами доказательств утверждений и теорем как основной составляющей когнитивной и коммуникативной функций (СЛК-2);

• обладать способностью к критике и самокритике, умением работать в команде, приверженностью к этическим ценностям, толерантностью к различным культурам (СЛК-3);

В части предметно-социальных компетенций бакалавр должен:

• демонстрировать глубокое знание основных разделов элементарной математики;

• иметь глубокие знания базовых математических дисциплин и проявлять высокую степень их понимания, знать и уметь использовать на соответствующем уровне (базовом, повышенном, продвинутом):

• демонстрировать понимание основных теорем из различных математических курсов и умение их доказывать;

• уметь проводить доказательства математических утверждений, не аналогичных ранее изученным, но тесно примыкающих к ним;

• уметь решать математические задачи и проблемы, аналогичные ранее изученным, но более высокого уровня сложности;

• уметь решать математические задачи и проблемы из различных областей математики, которые требуют некоторой оригинальности мышления; обладать способностью понимать математические проблемы и выявлять их сущность;

• уметь переводить на математический язык простейшие проблемы, поставленные в терминах других предметных областей, и использовать превосходства этой переформулировки для их решения;

• уметь формулировать на математическом языке проблемы среднего уровня сложности, поставленные в нематематических терминах, и использовать превосходства этой переформулировки для их решения;

• знать некоторые языки программирования или программное обеспечение и уметь применять их для решения математических задач и получения дополнительной информации;

• демонстрировать способность к абстракции, в том числе умение логически развивать отдельные формальные теории и устанавливать связь между ними;

• обладать умением читать и анализировать учебную и научную математическую литературу, в том числе и на иностранном языке;

• уметь представлять математические утверждения и их доказательства, проблемы и их решения ясно и точно в терминах, понятных для профессиональной аудитории, как в письменной, так и устной форме.

3. Комплекты программ математических дисциплин.

3.1.Программы математических дисциплин в образовательной области

ЛИНЕЙНАЯ АЛГЕБРА И АНАЛИТИЧЕСКАЯ ГЕОМЕТРИЯ

1. Геометрические векторы. Векторы. Линейные операции над векторами. Проекция 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.

2. Аналитическая геометрия. Прямая на плоскости. Различные формы уравнений прямой на плоскости. Угол между прямыми. Расстояние от точки до прямой. Прямая и плоскость в пространстве. Уравнение плоскости и прямой в пространстве. Угол между плоскостями. Угол между прямыми. Угол между прямой и плоскостью. Кривые второго порядка: эллипс, гипербола, парабола. Поверхности второго порядка.

3. Системы линейных алгебраических уравнений. Решение системы n линейных алгебраических уравнений методом Гаусса. Определители n-го порядка и их свойства.

Разложение определителя по строке (столбцу). Решение систем n линейных алгебраических уравнений с n неизвестными по правилу Крамера. Матрицы и действия над ними. Обратная матрица. Решение матричных уравнений с помощью обратной матрицы. Ранг матрицы. Теорема о ранге. Вычисление ранга матрицы. Совместность систем линейных алгебраических уравнений.

Однородная и неоднородная системы. Теорема Кронекера-Капелли. Фундаментальная система решений.

4. Линейные пространства и операторы. Линейные пространства. Линейная зависимость и независимость системы векторов. Размерность и базис линейного пространства. Координаты вектора. Преобразование координат при переходе к новому базису. Линейные операторы и действия над ними. Матрица линейного оператора. Связь между матрицами линейного оператора в различных базисах. Собственные значения и собственные векторы линейного оператора.

Характеристический многочлен.

Билинейные и квадратичные формы. Матрица квадратичной формы. Приведение квадратичной формы к каноническому виду. Формулировка закона инерции. Критерий Сильвестра положительной определенности квадратичной формы.

Евклидовы пространства и классы операторов.

5. Евклидовы пространства. Неравенство Коши-Буняковского. Матрица Грамма скалярного произведения, ее свойства. Ортогональный и ортонормированный базис. Процесс ортогонализации. Ортогональное дополнение подпространства в евклидовом пространстве.

Сопряженные операторы в евклидовом пространстве и их свойства. Самосопряженные операторы. Построение ортонормированного базиса из собственных векторов самосопряженного оператора. Ортогональные операторы, их свойства. Ортогональные матрицы.

6. Тензорный анализ. Понятие тензора. Его валентность. Операции над тензорами.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бугров Я.С., Никольский С.М. Элементы линейной алгебры и аналитической геометрии.

М., Наука, 1984 (Дрофа, 2006).

2. Бугров Я.С., Никольский С.М. Высшая математика: Задачник. М., Наука, 1982.

3. Воеводин В.В. Линейная алгебра. М., Наука, 1980 (Лань, 2008) 4. Ильин В.А., Позняк Э.Г. Аналитическая геометрия: Учебник для вузов. М. Физматлит, 2007.

5. Ильин В.А., Позняк Э.Г. Линейная алгебра: Учебник для вузов. М. Физматлит, 2007.

6. Краснов М.Л., Киселев А.И., Макаренко Г.И. Шикин Е.В., Заляпин В.И. Вся высшая математика: Учебник. Т.1 – Т.6. Издательство УРСС, 2002.

7. Кузнецов Л.А. Сборник заданий по высшей математике (типовые расчеты) М., Высшая школа, 1986 (Лань, 2008).

8. Сборник задач по математике для втузов. Под ред. Ефимова А.В., Поспелова А.С. М., Физматлит, ч.1-4, 2001 – 2004.

Дополнительная 1. Беклемишев Д.В. Курс аналитической геометрии и линейной алгебры. Учебник для вузов. М., Физматлит, 2007.

2. Беклемишева Л.А., Петрович А.Ю., Чурбанов И.А. Сборник задач по аналитической геометрии и линейной алгебре. М., Наука, 1987. Бутузов В.Ф., Крутицкая Н.Ч., Медведев Г.Н., Шишкин А.А. Линейная алгебра в вопросах и задачах. М., Наука, Физматлит, 2000.

3. Бутузов В.Ф., Крутицкая Н.Ч., Медведев Г.Н., Шишкин А.А. Линейная алгебра в вопросах и задачах. М., Наука, Физматлит, 2000.

4. Воеводин В.В., Воеводин Вл.В. Параллельные вычисления БХВ-Петербург, 2004.

5.Высшая математика. Специальные главы (Методы линейной алгебры, математического анализа, теории вероятностей, математической статистики) под редакцией Розановой С.А., М., Физматлит, 2008.

6. Геворкян П.С. Высшая математика Т. 1-3 М., Физматлит, 2008.

7. Зимина О.В. Линейная алгебра и аналитическая геометрия. Учебный комплекс. МЭИ 2002.

8. Зимина О.В., Кириллов А.И., Сальникова Т.А. Решебник. Высшая математика. М., Физматлит, 2001.

9. Ильин В.А., Ким Г.Д. Линейная алгебра и аналитическая геометрия. М., изд-во МГУ, 1998.

10. Канатников А.Н., Крищенко А.П. Аналитическая геометрия.М., изд-во Академия, 2008.

11. Наумов В.А. Руководство к решению задач по аналитической геометрии и линейной алгебре. М., Наука, 1993.

12. Петрова В.Т. Лекции по алгебре и геометрии. Т.1 и 2. М.: Владос, 1999.

ДИСЦИПЛИНА 2.

МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

1. Введение в математический анализ. Множества. Операции с множествами. Декартово произведение множеств. Отображения множеств. Мощность множества. Множество 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 комплексных чисел на плоскости. Модуль и аргумент комплексного числа.

Алгебраическая и тригонометрическая формы комплексного числа. Показательная форма 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 ограниченной последовательности.

2. Предел и непрерывность функции действительной переменной. 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 0. Эквивалентные функции. Свойства функций, непрерывных на отрезке: ограниченность, существование наибольшего и наименьшего значений, промежуточные значения. Теорема об обратной функции.

3. Дифференциальное исчисление функций 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.

Точки экстремума функции. Теорема Ферма. Теоремы Роля, 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. Экстремум функции, необходимое условие. Достаточные условия. Отыскание наибольшего и наименьшего значений функции, дифференцируемой на отрезке.

Исследование выпуклости функции. Точки перегиба. Асимптоты функций. Понятие об асимптотическом разложении. Общая схема исследования функции и построения ее графика.

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

4. Интегральное исчисление функций одной переменной. Первообразная.

Неопределенный интеграл и его свойства. Табличные интегралы. Замена переменной и интегрирование по частям в неопределенном интеграле.

Многочлены. Теорема Безу. Основная теорема алгебры. Разложение многочлена с действительными коэффициентами на линейные и квадратичные множители. Разложение рациональных дробей. Интегрирование некоторых иррациональных и трансцендентных функций.

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

Формула Ньютона-Лейбница, ее применение для вычисления определенных интегралов.

Геометрические и механические приложения определенного интеграла.

Несобственные интегралы с бесконечными пределами и от неограниченных функций, их основные свойства. Понятие сингулярных интегралов.

5. Дифференциальное исчисление функций нескольких переменных. Пространство Rn.

Rn : открытые, замкнутые, ограниченные, линейно связные, выпуклые.

Множества в Компактность. Функции нескольких переменных. Предел и непрерывность функции. Функции, непрерывные на компактах. Промежуточные значения непрерывных функций на линейно связных множествах.

Частные производные. Полный дифференциал, его связь с частными производными.

Инвариантность формы полного дифференциала. Касательная плоскость к поверхности.

Геометрический смысл полного дифференциала. Производная по направлению. Градиент.

Частные производные и дифференциалы высших порядков. Формула Тейлора.

Функциональные определители. Условие независимости системы функций. Неявные функции.

Теоремы существования. Дифференцирование неявных функций. Теорема об обратном отображении.

Экстремумы функций нескольких переменных. Необходимое условие экстремума.

Достаточное условие экстремума. Условный экстремум. Метод множителей Лагранжа.

6. Кратные, криволинейные и поверхностные интегралы. Двойной и тройной интегралы, их свойства. Сведение кратного интеграла к повторному. Понятие n-кратного интеграла. Замена переменных в кратных интегралах. Полярные, цилиндрические и сферические координаты.

Криволинейные интегралы. Их свойства и вычисление. Поверхностные интегралы. Их свойства и вычисление. Геометрические и механические приложения кратных, криволинейных и поверхностных интегралов.

7. Теория поля. Скалярное и векторное поле. Циркуляция векторного поля вдоль кривой.

Работа силового поля. Поток поля через поверхность. Формула Гаусса-Остроградского.

Дивергенция векторного поля, ее физический смысл. Формула Стокса. Ротор векторного поля.

Оператор Гамильтона.

Потенциальное поле, его свойства. Условие потенциальности. Нахождение потенциала.

Соленоидальное поле, его свойства и строение. Поле ротора. Векторный потенциал.

8. Числовые и функциональны 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 сходимости. Признак Лейбница. Свойства абсолютно сходящихся рядов.

Функциональные ряды. Область сходимости. Равномерная сходимость. Признак Вейерштрасса. Свойства равномерно сходящихся рядов: почленное дифференцирование и интегрирование.

Степенные ряды. Теорема Абеля. Круг сходимости. Ряды Тейлора и Маклорена.

Разложение функций в степенные ряды. Приложение рядов.

9. Гармонический анализ. Нормированные пространства, бесконечномерные евклидовы пространства. Сходимость по норме. Ортогональные и ортонормированные системы. Процесс ортогонализации.

Ряды Фурье по ортогональным системам. Минимальное свойство частных сумм рядов Фурье. Неравенство Бесселя. Равенство Парсеваля-Стеклова. Полнота и замкнутость системы.

Тригонометрические ряды Фурье. Интегралы, зависящие от параметра. Непрерывность.

Дифференцирование и интегрирование по параметру.

Несобственные интегралы, зависящие от параметра.

Интеграл Фурье. Преобразование Фурье. Формула обращения. Свойства преобразования Фурье.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бугров Я.С., Никольский С.М. Дифференциальное и интегральное исчисление. М., Наука, 1988 (Дрофа, 2007).

2. Бугров Я.С., Никольский С.М. Дифференциальные уравнения. Кратные интегралы. Ряды.

ФКП. М., Наука, 1985 (Дрофа, 2005).

3. Бугров Я.С., Никольский С.М. Высшая математика: Задачник. М., Наука, 1982.

4. Бутузов В.Ф., Крутицкая Н.Ч., Медведев Г.Н., Шишкин А.А. Математический анализ в вопросах и задачах. М., Наука, Физматлит, 2001.

5. Краснов М.Л., Киселев А.И., Макаренко Г.И. Функции комплексного переменного.

Операционное исчисление. Теория устойчивости. М., Наука, 1981.

7. Кудрявцев Л.Д. Краткий курс математического анализа. т. 1, 2. Альфа, 1998 (Физматлит, 2005).

8. Кудрявцев Л.Д., Кутасов А.Д., Чехлов В.И., Шабунин М.И. Сборник задач по математическому анализу. Т.1 Предел. Непрерывность. Дифференцируемость. М., Физматлит, 2003.

9. Кудрявцев Л.Д., Кутасов А.Д., Чехлов В.И., Шабунин М.И. Сборник задач по математическому анализу. Т. 2. Интегралы. Ряды. М., Физматлит, 2003.

10. Кудрявцев Л.Д., Кутасов А.Д., Чехлов В.И., Шабунин М.И. Сборник задач по математическому анализу. Т. 3. Функции нескольких переменных. М., Физматлит, 2003.

11. Кузнецов Л.А. Сборник заданий по высшей математике (типовые расчеты) М., Высшая школа, 1986 (Лань, 2008).

12. Никольский С.М. Курс математического анализа, М., Т. 1, 2, Физматлит, 2001.

13. Сборник задач по математике для втузов. Под ред. Ефимова А.В., Поспелова А.С. М., Физматлит, ч.1- 4, 2001 – 2004.

1. Архипов Г.И., Садовничий В.А., Чубариков В.Н. Лекции по математическому 2. Афанасьев В.И. Зимина О.В., Кириллов А.И., ПетрушкоИ.М., Сальникова Т.А.

Высшая математика. Специальные разделы. М., Физматлит,2001.

математического анализа, теории вероятностей, математической статистики с примерами из радиотехники) под редакцией Розановой С.А., М., Физматлит, 4. Геворкян П.С. Высшая математика Т. 1-3 М., Физматлит, 2008.

5. Герасимчук В.С., Васильченко Г.С., Кравцов В.И. Курс классической математики в 6. Дюженкова Л.И., Дюженкова О.Ю., Михалин Г.А. Практикум по высшей 7. ЕгоровВ.И., Салимова А.Ф. Определенный и кратные интегралы. Элементы 8. Зорич В.А. Математический анализ. т.1, 1997, т.2, 1998 (МЦНМО, 2007).

9. Ильин В.А., Позняк Э.Г. Основы математического анализа. М., Наука, Ч. 1, 1980, 10. Ильин В.А., Садовничий В.А., Сендов Бл.Х. Математический анализ. М., Наука, 11. Колмогоров А.И., Фомин С.В. Элементы теории функций и функционального 12. Кудрявцев Л.Д. Курс математического анализа. М., Высшая школа, т. 1,2, 1998,т.

13. Никольский С.М. Курс математического анализа, М., Т. 1, 2, Физматлит, 2001.

14. Смирнов В.И. Курс высшей математики, т. 1,2. Изд-во БХВ-Петербург, 2007.

15. Треногин В.А. Функциональный анализ. М., Физматлит, 2007.

ДИСЦИПЛИНА 3.

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ.

1. Обыкновенные дифференциальные уравнения. Физические задачи, приводящие к дифференциальным уравнениям. Дифференциальные уравнения первого порядка. Изоклины.

Задача Коши. Теорема существования и единственности решения задачи Коши. Основные классы уравнений, интегрируемых в квадратурах.

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

2. Линейные уравнения и системы. Линейные дифференциальные уравнения:

однородные и неоднородные. Общее решение. Фундаментальная система решений. Метод Лагранжа вариации постоянных. Линейные дифференциальные уравнения с постоянными коэффициентами. Уравнения с правой частью специального вида. Операционный метод.

Нормальная система дифференциальных уравнений. Векторная запись нормальной системы. Задача Коши для нормальной системы дифференциальных уравнений. Теорема существования и единственности решения задачи Коши. Системы линейных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами.

3. Элементы качественной теории дифференциальных уравнений. Автономные и неавтономные системы. Геометрический смысл решения. Фазовое пространство (плоскость), фазовая траектория и скорость. Точки покоя. Линеаризация в окрестности точки покоя. Теорема о линеаризации.

Понятие устойчивости и асимптотической устойчивости по Ляпунову. Устойчивость решений системы линейных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами.

Понятие о функции Ляпунова. Теорема Ляпунова об устойчивости. Первые интегралы. Законы сохранения. Предельные циклы. Теория Пуанкаре-Бендиксона.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бугров Я.С., Никольский С.М. Дифференциальные уравнения. Кратные интегралы. Ряды.

ФКП. М., Наука, 1985 (Дрофа, 2005).

2. Краснов М.Л., Киселев А.И., Макаренко Г.И. Шикин Е.В., Заляпин В.И. Вся высшая математика: Учебник. Т.1 – Т.6. Издательство УРСС, 2002.

3. Кузнецов Л.А. Сборник заданий по высшей математике (типовые расчеты) М., Высшая школа, 1986 (Лань, 2008).

4. Сборник задач по математике для втузов. Под ред. Ефимова А.В., Поспелова А.С. М., Физматлит, ч.1-4, 2001 – 2004.

5. Эльсгольц Л.Э. Дифференциальные уравнения и вариационное исчисление. М., Эдиториал УРСС, 2000.

Дополнительная 1. Васильева А.Б., Свешников А.Г., Тихонов А.Н. Дифференциальные уравнения. М., дифференциальным уравнениям. Изд-во Физматлит, 2008.

3. Краснов М.Л. Обыкновенные дифференциальные уравнения. М., Высшая школа, 1983.

4. Герасимчук В.С., Васильченко Г.С., Кравцов В.И. Курс классической математики в примерах и задачах. М., Физматлит, 2008.

ДИСЦИПЛИНА 4.

ДИСКРЕТНАЯ МАТЕМАТИКА

1. Бинарные отношения. Бинарные отношения и их свойства. Отношения эквивалентности и частичного порядка. Отношения Парето. Принятие решений при многих критериях.

2. Булевы функции. Булевы функции. Элементарные булевы функции. Совершенные нормальные формы. Полином Жегалкина.

3. Основы теории графов. Основные понятия теории графов. Матричное представление графов. Числовые характеристики графов. Деревья. Обходы графов. Эйлеровы и гамильтоновы циклы в графах. Планарность. Раскраска графов.

Прикладные задачи и алгоритмы анализа графов. Двухполосные сети. Задача о наибольшем потоке. Оптимизационные задачи на графах. Алгоритмы их решения. Сетевое планирование. Критический путь и критическое время сетевого графа.

4. Алгоритмы и автоматы. Оценки сложности алгоритмов. Классы Р и NР, подходы к решению NР –полных задач. Основы теории автоматов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Кузнецов О.П., Адельсон-Вельский Г.М. Дискретная математика для инженера. М., Энергоатомиздат, 1988.

2. Ф.А. Новиков. Дискретная математика для программистов. СПб.: Питер, 2002.

Дополнительная 1. Нефедов В.Н., Осипова В.А. Курс дискретной математики. М., Изд. МАИ, 1993.

2. Асанов М.О., Баранский В.А., Расин В.В. Дискретная математика: графы, матроиды, алгоритмы. – Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2001.

3. Иванов Б.И. Дискретная математика. М., Физматлит, 2007.

4. Палий И.А. Лекции по дискретной математике. Изд-во СИБАДИ, 2007.

5. Соболева Т.С., Чечкин А.В. Дискретная математика с элементами математической информатики К. 1-2, М., 2005.

ДИСЦИПЛИНА 5.

МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ

1. Постановка задач оптимизации. Классификация оптимизационных задач: задачи математического программирования, вариационного исчисления, оптимального управления.

Понятие о многокритериальной оптимизации. Элементы выпуклого анализа оптимизации.

Теорема Куна-Таккера. Понятие о задачах оптимального управления. Принцип максимума Понтрягина.

2. Задача линейного программирования. Различные формы записи. Геометрическая интерпретация. Двойственность. Метод решения.

3. Вариационное исчисление. Задачи классического вариационного исчисления. Вариация функционала и ее свойства. Уравнения Эйлера. Достаточные условия экстремума. Задачи на условный экстремум.

ЛИТЕРАТУРА

1. Вентцель Е.С. Исследование операций: задачи, принципы, методология. М., Высшая школа, 2007.

3. Сборник задач по математике для втузов. Под ред. Ефимова А.В., Поспелова А.С. М., Физматлит, ч.1-4, 2001 – 2004.

4. Эльсгольц Л.Э. Дифференциальные уравнения и вариационное исчисление. М., Эдиториал УРСС, 2000.

Дополнительная 1. Акулич И.Л. Математическое программирование в примерах и задачах. М., 2. Васин А.А., Краснощеков П.С., Морозов В.В. Исследование операций. М., 3. Волков В.Т., Ягола А.Г. Интегральные уравнения. Вариационное исчисление.

4. Волков В.Т., Ягола А.Г. Интегральные уравнения. Вариационное исчисление.

5. Колмогоров А.И., Фомин С.В. Элементы теории функций и функционального 6. Лотов А.В. Введение в экономико-математическое моделирование. М., Наука, 7. Люстерник Л.А., Соболев В.И. Краткий курс функционального анализа. М., 8. Мухачева Э.А., Рубинштейн Г.Ш. Математическое программирование.

9. Треногин В.А. Функциональный анализ. М., Физматлит, 2007.

ДИСЦИПЛИНА 6.

ТЕОРИЯ ВЕРОЯТНОСТЕЙ И МАТЕМАТИЧЕСКАЯ СТАТИСТИКА

1. Случайные события. Пространство элементарных событий. Алгебра событий. Понятие случайного события. Вероятность. Аксиоматическое построение теории вероятностей.

Элементарная теория вероятностей. Методы вычисления вероятностей. Условная вероятность.

Формула полной вероятности. Формула Байеса. Схема Бернулли. Теоремы Пуассона и МуавраЛапласа.

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

Непрерывные случайные величины. Функция распределения, плотность вероятности случайной величины, их взаимосвязь и свойства. Математическое ожидание и дисперсия непрерывной случайной величины. Нормальное распределение и его свойства. Закон больших чисел. Теоремы Бернулли и Чебышева. Центральная предельная теорема Ляпунова.

3. Системы случайных величин. Случайные векторы. Функция распределения. Условные распределения случайных величин. Условные математические ожидания. Ковариационная матрица. Коэффициенты корреляции. Функции случайных величин и случайных векторов, их законы распределения. Характеристические функции и их свойства.

4. Случайные процессы. Цепи Маркова. Переходные вероятности. Предельная теорема.

Стационарное распределение. Понятие случайного процесса. Процессы. С независимыми приращениями. Пуассоновский процесс. Стационарные процессы.

5. Статистическое описание результатов наблюдений. Генеральная совокупность и выборка. Вариационный ряд. Гистограмма, эмпирическая функция распределения, выборочная средняя и дисперсия.

Статистические оценки: несмещенные, эффективные, состоятельные. Погрешность оценки.

Доверительная вероятность и доверительный интервал. Определение необходимого объема выборки. Принцип максимального правдоподобия.

Функциональная зависимость и регрессия. Кривые регрессии, их свойства. Коэффициент корреляции, корреляционное отношение, их свойства и оценки.

6. Статистические методы обработки результатов наблюдений. Определение параметров нелинейных уравнений регрессии методом наименьших квадратов непосредственно и с помощью линеаризующих замен переменных. Понятие о критериях согласия. Проверка гипотез о равенстве долей и средних. Проверка гипотезы о значении параметров нормального распределения.

Проверка гипотезы о виде распределения.

1. Вентцель А.Д. Курс теории случайных процессов. М., Наука, 1993.

2. Гмурман В.Е. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике. М., Высшая школа, 1998 (Высшее образование, 2008).

3. Коваленко И.Н., Филиппова А.А. Теория вероятностей и математическая статистика. М., Высшая школа, 1982.

4. Краснов М.Л., Киселев А.И., Макаренко Г.И. Шикин Е.В., Заляпин В.И. Вся высшая математика: Учебник. Т.1 – Т.6. Издательство УРСС, 2002.

5. Сборник задач по математике для втузов. Под ред. Ефимова А.В., Поспелова А.С. М., Физматлит, ч.1-4, 2001 – 2004.

6. Севастьянов Б.А., Чистяков В.П., Зубков А.М. Сборник задач по теории вероятностей. М., Наука, 1980.

7. Чистяков В.П. Курс теории вероятностей. М., Наука, 1988.

Дополнительная 1.Высшая математика. Специальные главы (Методы линейной алгебры, математического анализа, теории вероятностей, математической статистики с примерами из радиотехники) под редакцией Розановой С.А., М., Физматлит, 2008.

2. Геворкян П.С. Высшая математика Т. 1-3 М., Физматлит, 2008.

3. Ивченко Г.И., Медведев Ю.И. Математическая статистика. Физматлит,2002.

4. Палий И.А. Прикладная статистика. СИБАДИ, 2002.

5. Плис А.И., Сливина Н.А. Практикум по прикладной статистике в среде SPSS. Финансы и 6. Палий И.А. Задачник по теории вероятностей СИБАДИ, 2005.

7. Розанов Ю.А. Лекции по теории вероятностей, М., Наука, 1985.

8. Севастьянов Б.А. Курс теории вероятностей и математической статистики. М., Наука, 9. Тутубалин В.Н. Теория вероятностей, Академия, 2007.

10. Чашкин Ю.Р. Математическая статистика.Основы регрессионного анализа.Изд-во Дальневосточного государственного университета путей сообщения,2004.

11. Хабибулина Г.И. Сборник профессионально ориентированных задач по теории вероятностей. Изд-во ГВИФПС РФ «граница», 2005.

ДИСЦИПЛИНА 7.

ТЕОРИЯ ФУНКЦИЙ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕМЕННОЙ

1. Элементы теории аналитических функций. Основные понятия функции комплексной переменной. Элементарные функции, их свойства. Дифференцируемость и аналитичность.

Условия Коши-Римана. Гармонические и аналитические функции. Геометрический смысл модуля и аргумента производной аналитической функции. Конформные отображения. Теорема Римана.

Конформные отображения элементарными функциями: линейной, дробно-линейной, функцией Жуковского. Принцип соответствия границ. Принцип симметрии. Интегрирование по комплексной переменной. Регулярность первообразной. Теорема Коши. Интегральная формула Коши.

Формулы для производных. Теорема Морера. Теорема Лиувилля. Доказательство основной теоремы алгебры.

2. Ряды и их приложения. Функциональные ряды: Ряды из аналитических функций.

Теоремы Вейерштрасса. Степенные ряды. Ряды Тейлора. Ряды Лорана. Изолированные особые точки, их классификация. Вычеты, их вычисление. Основная теорема о вычетах. Применение вычетов к вычислению интегралов. Принцип аргумента. Теорема Руше.

3. Операционное исчисление. Преобразование Лапласа, его свойства. Класс оригиналов.

Класс изображений. Основные теоремы операционного исчисления. Способы восстановления оригинала по изображению. Свертка оригиналов, ее свойства. Преобразование Лапласа свертки.

Решение дифференциальных уравнений и систем операционным методом. Применение к описанию линейных моделей. Интеграл Дюамеля, его применение.

Формула Меллина. Теорема существования.

3. Z- преобразование. Z-преобразование и его свойства. Применение Z-преобразования.

1. Краснов М.Л., Киселев А.И., Макаренко Г.И. Функции комплексного переменного.

Операционное исчисление. Теория устойчивости. М., Наука, 1981.

3. Сборник задач по математике для втузов. Под ред. Ефимова А.В., Поспелова А.С. М., Физматлит, ч.1-4, 2001 – 2004.

4. Свешников А.Г., Тихонов А.Н. Теория функций комплексного переменного. М., Наука, 1999 (Физматлит, 2001).

Дополнительная 1. Карасев И.П. Теория функцийкомплексной переменной, Изд-во РГГУ, 2007.

2. Свешников А.Г., Тихонов А.Н. Теория функций комплексного переменного. М., 3. Чудесенко В.Ф. Сборник заданий по специальным курсам высшей математики ДИСЦИПЛИНА 8.

УРАВНЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ

1. Основные задачи. Физические задачи, приводящие к дифференциальным уравнениям в частных производных. Колебательные процессы, теплопроводность и диффузия, стационарные процессы. Электромагнитное поле, уравнения Максвелла. Классификация линейных уравнений в частных производных второго порядка и приведение их к каноническому виду.

Характеристическое уравнение. Постановка основных задач: задача Коши, краевые задачи, смешанные задачи, корректность постановки задач.

2. Методы решения. Уравнение Лапласа. Формула Грина. Теорема о среднем, принцип максимума. Функция Грина и ее применение к решение краевых задач. Формула Пуассона для шара, круга. Задача на собственные значения и собственные функции для оператора Лапласа.

Свойства собственных функций и собственных значений. Метод Фурье решения краевых задач для уравнения Пуассона и смешанных задач для волнового уравнения и уравнения теплопроводности.

Функции Бесселя. Решение краевых задач для уравнения Пуассона и смешанных задач для волнового уравнения и уравнения теплопроводности в цилиндрических областях. Интегральные уравнения Фредгольма второго рода. Теоремы Фредгольма. Методы решения интегральных уравнений. Потенциалы. Сведение краевых задач для уравнения Пуассона к интегральным уравнениям с помощью потенциалов.

Задача Коши для волнового уравнения. Формулы Даламбера, Пуассона, Кирхгофа.

Принцип Гюйгенса. Задача Коши для уравнения теплопроводности. Интеграл Пуассона.

1. Бицадзе А.В., Калиниченко Д.Ф. Сборник задач по уравнениям математической физики.

М., Наука, 1985 (Альянс, 2007).

2. Владимиров В.С., Жаринов В.В. Уравнения математической физики: учебник для вузов, М., Наука, 2000.

3. Владимиров К.С., Жаринов В.В. Уравнения математической физики: задачник для вузов, М., Наука, 2000.

4. Краснов М.Л., Киселев А.И., Макаренко Г.И. Функции комплексного переменного.

Операционное исчисление. Теория устойчивости. М., Наука, 1981.

5. Краснов М.Л., Киселев А.И., Макаренко Г.И. Шикин Е.В., Заляпин В.И. Вся высшая математика: Учебник. Т.1 – Т.6. Издательство УРСС, 2002.

6. Пикулин В.П., Похожаев С.И. Практический курс по уравнениям математической физики.

М., Наука, 1995.

7. Сборник задач по математике для втузов. Под ред. Ефимова А.В., Поспелова А.С. М., физматлит, ч.1-4, 2001 – 2004.

8. Тихонов А.Н., Самарский А.А. Уравнения математической физики. М., Наука, 1993.

9. Фарлоу С. Уравнения с частными производными для научных работников и инженеров.

М. Мир, 1985.

Дополнительная 1. Боголюбов А.Н., Кравцов В.В. Задачи по математической физике. Учебное 2. Захаров Е.В., Дмитриева И.В., Орлик С.И. Уравнения математической физики.

3. Масленникова В.Н. Дифференциальные уравнения в частных производных. Издво РУДН, 1997.

4. Михайлов В.П. Дифференциальные уравнения в частных производных. М., 5. Свешников А.Г., Боголюбов А.Н., Кравцов В.В. Лекции по математической физике.

ДИСЦИПЛИНА 9.

ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ (на базе программной оболочки MATLAB) Решение инженерных 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. Решение задач линейного программирования симплекс-методом.

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

Численные методы решения задач для обыкновенных дифференциальных уравнений.

Решение задачи Коши: методы Эйлера, Рунге-Кутте и Адамса. Решение краевых задач: конечноразностный метод, метод прогонки, метод пристрелки. Оценка погрешности.

Численные методы решения задач математической физики: конечно-разностные схемы решения краевой задачи для уравнения Пуассона, конечно-разностные явные и неявные схемы решения задач для волнового уравнения теплопроводности. Устойчивость и сходимость конечноразностных схем. Численные методы решения интегральных уравнения: прямые, проекционные, итерационные.

1. Амосов А.А., Дубинский Ю.А., Копченова Н.В. Вычислительные методы для инженеров.

М., Высшая школа, 1994 (2003).

2. Бахвалов Н.С., Лапин А.В., Чижонков Е.В. Численные методы в задачах и упражнениях.

М., Высшая школа, 2000.

3. Краснов М.Л., Киселев А.И., Макаренко Г.И. Шикин Е.В., Заляпин В.И. Вся высшая математика: Учебник. Т.1 – Т.6. Издательство УРСС, 2002.

4. Лебедев В.И. Функциональный анализ и вычислительная математика. М., Наука, 1994.

5. Сборник задач по математике для втузов. Под ред. Ефимова А.В., Поспелова А.С. М., физматлит, ч.1-4, 2001 – 2004.

Дополнительная 1. Волков Е.А. Численные методы. М., Наука, 1982 (Лань, 2004).

2. Демидович Б.П., Марон И.А., Шувалова Э.З. Численные методы анализа. Приближение функций, дифференциальные и интегральные уравнения, М., Лань, 2008.

3. Копченова Н.В., Марон И.А. Вычислительная математика в примерах изадачах., М., 2. Мысовских И.П. Лекции по методам вычисления. 2-е изд. М., Наука, 1994, (учебное пособие).

3. Рябенький В.С. Введение в вычислительную математику. М., Физматлит, 2000.

3.2. Программа математических дисциплин в образовательных областях «Сельское и рыбное хозяйство» (УГС 110000) и «Техника и технология» (УГС 120000-190000 и 240000-280000 ) ДИСЦИПЛИНА 1.

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ГЕОМЕТРИЯ С ЭЛЕМЕНТАМИ ЛИНЕЙНОЙ АЛГЕБРЫ

Координатное выражение векторного и смешанного произведений.

Однородная и неоднородная системы. Теорема Кронекера-Капелли. Фундаментальная система решений.

Характеристический многочлен.

Билинейные и квадратичные формы. Матрица квадратичной формы. Приведение квадратичной формы к каноническому виду. Евклидовы пространства ортонормированный базис.

Процесс ортогонализации. Классы операторов в евклидовом пространстве.

ДИСЦИПЛИНА 2.

МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

1. Введение в математический анализ. Множества. Операции с множествами. Множество вещественных чисел.

Функция. Область ее определения. Сложные и обратные функции. График функции.

Непрерывность функции в точке. Локальные свойства непрерывных функций.

Непрерывность сложной и обратной функций. Непрерывность элементарных функций. Точки разрыва, их классификация. Сравнение функций. Эквивалентные функции. Свойства функций, непрерывных на отрезке: ограниченность, существование наибольшего и наименьшего значений, промежуточные значения.

3. Дифференциальное исчисление функций одной переменной. Понятие функции, дифференцируемой в точке. Дифференциал функции, его геометрический смысл Производная функции, ее смысл в различных задачах. Правила нахождения производной и дифференциала. Производная сложной и обратной функций. Инвариантность формы дифференциала.

Точки экстремума функции. Теорема Ферма. Теоремы Роля, Лагранжа, Коши, их применение. Правило Лопиталя.

4. Интегральное исчисление функций одной переменной. Первообразная.

Интегрирование рациональных дробей и некоторых иррациональных и трансцендентных функций. Определенный интеграл, его свойства. Формула Ньютона-Лейбница, ее применение для вычисления определенных интегралов. Геометрические и механические приложения определенного интеграла.

Несобственные интегралы с бесконечными пределами и от неограниченных функций, их основные свойства.

5. Дифференциальное исчисление функций нескольких переменных.