Doelstellingen
Van de student wordt verwacht dat hij/zij kennis en inzicht verwerft in verschillende wiskundige technieken, zoals kleinste kwadraten benaderingen, technieken voor het oplossen van hogere orde differentiaalvergelijkingen en stelsels van differentiaalvergelijkingen, de Laplacetransformatie en integralen over krommen en oppervlakken.
Aan het einde van dit opleidingsonderdeel is de student in staat om deze technieken toe te passen op realistische problemen. Meer bepaald:
1) kunnen studenten het onderscheid maken tussen scalaire en vectorvelden, en stellingen hierover onder de juiste voorwaarden hanteren in toepassingen;
2) kunnen studenten de fysische betekenis geven van elementaire operaties uit de vectoranalyse (gradiënt, divergentie, rotor, laplaciaan) en deze uitdrukkingen omvormen door eigenschappen en stellingen te gebruiken;
3) kunnen studenten lijn- en oppervlakte-integralen vereenvoudigen, uitrekenen, meetkundig duiden en gebruiken in toepassingen;
4) kunnen studenten de Laplacetransformatie gebruiken voor het oplossen van (stelsels van) lineaire gewone differentiaalvergelijkingen;
5) kunnen studenten de kleinste kwadratenmethode toepassen als benadering van data of functies, met de Fourierreeks als speciale toepassing;
6) kunnen studenten de belangrijkste types gewone differentiaalvergelijking identificeren, inschatten welke oplossingsmethode gepast is, deze uitvoeren en het resultaat kritisch bespreken;
7) kunnen studenten de structuur van de oplossingsruimte van algemene en lineaire differentiaalvergelijkingen benoemen en gebruiken tijdens het oplossen;
8) kunnen studenten een stelsel lineaire differentiaalvergelijkingen op verschillende manieren oplossen (via eigenstructuur of matrixexponentiële), en kunnen ze speciale gevallen identificeren en behandelen (Jordanvorm, defecten, samenvallende eigenwaarden).
9) kunnen studenten een stelsel niet-lineaire differentiaalvergelijkingen analyseren aan de hand van hun evenwichten en stabiliteit
10) kunnen studenten machtreeksmethoden toepassen
Begintermen
De opleidingsonderdelen van de opleiding Bachelor in de fysica of Bachelor in de wiskunde kunnen enkel gevolgd worden indien men over een deelnamebewijs aan een ijkingstoets beschikt . Klik hier voor meer info.
Alle rekentechnieken uit de elementaire wiskundige analyse dienen gekend te zijn.
Volgtijdelijkheidsvoorwaarden
Dit opleidingsonderdeel is een voorwaarde voor het opnemen van volgende opleidingsonderdelen:
H01N0A : Beweging en trillingen
H08W0A : Analyse, deel 3
H01D8B : Numerieke wiskunde
G0O05B : Eindproject
H01H3B : Bouwfysica
Plaats in het onderwijsaanbod
- Bachelor in de wiskunde (programma voor studenten gestart in 2024-2025) (Kortrijk) (Doorstroomoptie Ingenieurswetenschappen) 180 sp.
- Bachelor in de wiskunde (programma voor studenten gestart in 2024-2025) (Kortrijk) (Optie wiskunde) 180 sp.
- Bachelor in de fysica (programma voor studenten gestart in 2024-2025) (Kortrijk) (Doorstroomoptie ingenieurswetenschappen) 180 sp.
- Bachelor in de fysica (programma voor studenten gestart in 2024-2025) (Kortrijk) (Optie fysica) 180 sp.
Onderwijsleeractiviteiten
1.5 sp. Analyse en calculus II: hoorcollege a (B-KUL-X0F27a)
Inhoud
Krommen en oppervlakken:
- Parametrisatie van krommen, integratie over krommen
- Parametrisatie van opperlvakken, integratie over oppervlakken
Velden:
- Scalaire velden, gradiënt van een scalair veld
- Vectorvelden, divergent en rotor van een vectorveld
- Conservatieve velden en solenoïdale velden
- Helmholtzontbinding van een vectorveld
Lijn- en oppervlakintegralen:
- Lijnintegralen, stelling van Green
- Oppervlakintegralen, stellingen van Gauss en Stokes
Niet-lineaire stelsels en fenomenen:
- kritieke punten, linearisatie rond kritieke punten
- ecologische systemen (Lotka-Volterra)
- niet-lineaire mechanische systemen.
Machtreeksmethoden:
- machtreeksen en analytische functies
- gewone en singuliere punten
- vergelijking van Legendre
- methode van Frobenius
- vergelijking van Bessel
Studiemateriaal
Cursustekst
1.5 sp. Analyse en calculus II: oefeningen a (B-KUL-X0F28a)
Inhoud
Het in groep en onder begeleiding oplossen van een aantal opgaven die in nauw verband staan met de leerstof.
Studiemateriaal
Cursustekst
Toelichting werkvorm
Oefensessie
1.5 sp. Analyse en calculus II: hoorcollege b (B-KUL-X0F29a)
Inhoud
Approximaties:
- Kleinste kwadraten
- Benaderen van functies, Fourierveeltermen en -reeksen
Laplacetransformatie:
- Definitie en eigenschappen
- Convolutieproduct
- Toepassingen: de gamma- en betafunctie, impulsen, inverse Laplacetransformatie, oplossen van lineaire differentiaalvergelijkingen
Hogere orde lineaire differentiaalvergelijkingen:
- Homogene vergelijking
- Wronskiaan
- Niet-homogene vergelijking
Stelsels differentiaalvergelijkingen:
- Matrixnotatie van een stelsel differentiaalvergelijkingen
- Homogene en niet-homogene stelsels
- Oplossing via de eigenstructuur van de matrix en de exponentiële van de matrix
- Toepassingen: massa-veer systeem, hydraulisch systeem,…
Studiemateriaal
Cursustekst
Toelichting werkvorm
Hoorcollege
Komt ook voor in andere opleidingsonderdelen
1.5 sp. Analyse en calculus II: oefeningen b (B-KUL-X0F30a)
Inhoud
Het in groep en onder begeleiding oplossen van een aantal opgaven die in nauw verband staan met de leerstof.
Studiemateriaal
Cursustekst
Toelichting werkvorm
Oefensessie
Komt ook voor in andere opleidingsonderdelen
Evaluatieactiviteiten
Evaluatie: Analyse en calculus II (B-KUL-X2F27a)
Toelichting
Het examen bestaat een aantal oefeningen die zoveel mogelijk verschillende aspecten uit de cursus omvatten.
De klemtoon van het examen ligt vooral op het toepassen van de aangebrachte wiskundige technieken in een specifiek probleem/oefening en niet op het reproduceren van de theoretische achtergrond. Het examen is gesloten boek maar met formularium en grafisch rekentoestel.