Kursplan för Fouriermetoder

Kursplanen innehåller ändringar
Se ändringar

Kursplan fastställd 2022-05-02 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnFourier methods
  • KurskodMVE290
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareTKKEF
  • UtbildningsnivåGrundnivå
  • HuvudområdeKemiteknik med fysik, Matematik, Teknisk fysik
  • InstitutionMATEMATISKA VETENSKAPER
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Svenska
  • Anmälningskod 54119
  • Max antal deltagare45
  • Sökbar för utbytesstudenterNej
  • Endast studenter med kurstillfället i programplan.

Poängfördelning

0109 Tentamen 6 hp
Betygsskala: TH		0 hp0 hp6 hp0 hp0 hp0 hp
  • 18 Mar 2022 fm J DIG
  • 08 Jun 2022 fm J DIG
  • 23 Aug 2022 fm J DIG
0209 Inlämningsuppgift 1,5 hp
Betygsskala: UG		0 hp0 hp1,5 hp0 hp0 hp0 hp

I program

Examinator

Gå till kurshemsidan (Öppnas i ny flik)

Behörighet

Grundläggande behörighet för grundnivå
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Särskild behörighet

Samma behörighet som det kursägande programmet.
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Kursspecifika förkunskaper

Analys i en och flera variabler. Komplex matematisk analys, Linjär algebra.

Syfte

Kursen syftar till att föra in Fouriermetoder i programmet. Fouriermetoder är kraftfulla matematiska redskap för att lösa problem inom teknik och naturvetenskap.

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

Efter avslutad kurs kommer studenten att kunna lösa partiella differentialekvationer med hjälp av variabelseparation, egenfunktioner och Fourierserieutvecklingar, egenfunktionsutvecklingar med Sturm-Liouville-problem, samt Fourier- och Laplace-transformer. Dessutom kommer studenten att kunna tillämpa det teoretiska begreppet Hilbertrum för att lösa fysikaliska problem. Studenten kommer att kunna avgöra, baserat på fysikens geometri och ekvationens karaktär, vilket ortogonalt system, såsom trigonometriska funktioner, Besselfunktioner eller ortogonala polynom, bäst lämpar sig för att lösa det fysikaliska problemet . Studenten kommer också att kunna använda Fourierserier för att beräkna vissa numeriska seriers summor, samt kunna använda Fouriertransformer för att beräkna vissa svåra integraler.


 

Innehåll

Introduktion till variabelseparationsmetoden. Trigonometriska Fourierserier och deras konvergens. Exempel på randvärdes- och begynnelsevärdesproblem för partiella differentialekvationer. Vågekvationen, värmeledningsekvationen samt Laplace och Poissons ekvationer. Ortogonala funktionssystem och allmänna Fourierserier. Bessels olikhet, Parsevals formel, fullständighet, Sturm-Liouvilles egenvärdesproblem.
Variabelseparationsmetoden för lösning av partiella differentialekvationer. Olika metoder att lösa inhomogena problem. Fysikaliska exempel.
Besselfunktioner. Lösning av problem i cylinder-koordinater.
Ortogonalpolynom: Legendre- Hermite- och Laguerrepolynom. Lösning av problem i sfäriska koordinater.
Fouriertransformer: räknelagar, faltning, Plancherels formel, tillämpningar på signalbehandling, samplingsteoremet. Tillämpning av Fourier- och Laplacetransformer på partiella differentialekvationer. Diskreta Fouriertransformer, FFT-algoritmen.

Organisation

Undervisningen består av schemalagda föreläsningar och övningar (vardera ca 5 tim/vecka). En inlämningsuppgift ingår, och datorlaborationer kan förekomma.

Litteratur

Egen kursbok samt diverse kompletterande material.

Examination inklusive obligatoriska moment

En skriftlig tentamen med ca 6 problem och 2 teoriuppgifter.
(5 timmars tentamen)

Kursens examinator får examinera enstaka studenter på annat sätt än vad som anges ovan om särskilda skäl föreligger, till exempel om en student har ett beslut från Chalmers om pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning.

Kursplanen innehåller ändringar

  • Ändring gjord på tentamen:
    • 2022-05-02: Digital tentamen Ändrat till digital tentamen av Emilio
      [0109 Tentamen 6,0 hp] Ändrat till digital examination
    • 2022-05-02: Digital tentamen Ändrat till digital tentamen av Emilio
      [0109 Tentamen 6,0 hp] Ändrat till digital examination
    • 2022-03-03: Digital tentamen Ändrat till digital tentamen av vana
      [0109 Tentamen 6,0 hp] Ändrat till digital examination
  • Ändring gjord på modul:
    • 2022-05-02: Digital tentamen Ändrat till digital tentamen av Emilio
      [0109 Tentamen 6,0 hp] Ändrat till digital examination
    • 2022-03-03: Digital tentamen Ändrat till digital tentamen av vana
      [0109 Tentamen 6,0 hp] Ändrat till digital examination