Правительство Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики"
Факультет Математики
Программа дисциплины НИС «Спецфункции»
для направления 010100.62 «Математика» подготовки бакалавра
и направления 010100.68 «Математика» подготовки магистра
Автор программы: Хорошкин С.М., д.ф.-м.н, khor@itep.ru,
Левин А.М., к.ф.-.м.н., alevin57@gmail.com
Рекомендована секцией УМС по математике «___»____________ 2011 г.
Председатель С.М. Хорошкин Утверждена УС факультета математики «___»_____________2011 г.
Ученый секретарь Ю.М. Бурман ________________________
Москва, 2011
Настоящая программа не может быть использована другими подразделениями университета и другими вузами без разрешения кафедры-разработчика программы.
1Область применения и нормативные ссылки
Настоящая программа учебной дисциплины устанавливает минимальные требования к знаниям и умениям студента и определяет содержание и виды учебных занятий и отчетности.
Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления 010100.62 «Математика» подготовки бакалавра, направления 010100.68 «Математика» подготовки магистра.
Программа разработана в соответствии с:
ГОС ВПО;
Образовательными программами: 010100.62 «Математика» подготовки бакалавра и 010100.68 «Математика» подготовки магистра.
Рабочими учебными планами университета: по направлению 010100.62 «Математика» подготовки бакалавра и по направлению 010100.68 «Математика» подготовки магистра, специализации Математика, утвержденными в 2011 г.
2Цели освоения дисциплины
Целями освоения дисциплины «Спецфункции» являются получение базовых знаний о классических специальных функциях, их приложений в различных областях математики и математической физики, развитие навыков обращения со специальными функциями, развитие навыков применения специальных функций в различных прикладных и теоретических задачах.
3Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
В результате освоения дисциплины студент должен:
Знать основные специальные функции, включая Г-функцию Эйлера, дзета функцию Римана, гипергеометрические функции и полилогарифмы.
Уметь решать конкретные задачи с использованием специальных функций
Иметь навыки (приобрести опыт) применения специальных функций в различных прикладных и теоретических задачах.
4Место дисциплины в структуре образовательной программы
Настоящая дисциплина относится к циклу дисциплин теоретического обучения и блоку дисциплин по выбору. Изучение данной дисциплины базируется на следующих дисциплинах:
Математический анализ
Для освоения учебной дисциплины, студенты должны владеть следующими знаниями и компетенциями:
Дифференциальное и интегрпльное исчисление функций одной переменной; начала комплексного анализа
Основные положения дисциплины должны быть использованы в дальнейшем при изучении следующих дисциплин:
дифференциальные уравнения и уравнения в частных производных, теория вероятностей, математическая физика
5Тематический план учебной дисциплины
№
Название раздела
Всего часов
Аудиторные часы
Самостоятельная работа
Лекции
Семинары
Практические занятия
1
Г-функция Эйлера
18
2
Дзета-функция Римана
18
3
Гипергеометрические функции
18
4
Полилогарифмы
18
Итого:
162/288
72
90/216
6Формы контроля знаний студентов
Тип контроля
Форма контроля
1 год
Параметры **
1
2
3
4
Текущий
(неделя)
Контрольная работа
*
8
8
8
домашняя письменная работа
Итоговый
Зачет
v
в форме собеседования по письменной работе
6.1Критерии оценки знаний, навыков
Оценки по всем формам текущего контроля выставляются по 10-ти балльной шкале.
Студент должен дважды выступить на семинаре с подготовленным выступлением,
решить предложенную домашнюю письменную работу и защитить ее на зачете.
7Содержание дисциплины
Раздел 1 Г-функция Эйлера
№
Тема
Всего часов
Лекции и семинары
Самостоятельная работа
Представление Г-функции в виде бесконечного произведения и эйлеровского интеграла. Константа Эйлера. Вывод функционального уравнения. Свойства Г-функции, вычисление с ее помощью определенных интегралов и бесконечных произведений .
13
6
7
Бета-функция (эйлеров интеграл 1 рода). Логарифмическая производная Г-функции. Формула дополнения. Формула удвоения и ее обобщения.
вычисление объемов и интегралов Дирихле.
Разложение котангенса в ряд Эйзенштейна.
13
6
7
Числа и полиномы Бернулли. Формула суммирования Эйлера-Маклорена. Асимптотическое разложение Г-функции.
13
6
7
Итого:
39
18
21
Раздел 2. Дзета-функция Римана
№
Тема
Всего часов
Лекции и семинары
Самостоятельная работа
Определение дзета-функции, интегральное представление Эйлера. Свойства дзета-функции. Аналитическое продолжение. Вычисление дзета-функции в целых точках элементарными методами.
13
6
7
Преобразование Меллина и его свойства. Асимптотические разложения и полюса преобразования Меллина.
13
6
7
Функциональное уравнение Римана.. Выводы с использованием интеграла типа Ханкеля и представления Римана тета-функции.
13
6
7
Итого:
39
18
21
Раздел 3. Гипергеометрические функции
№
Тема
Всего часов
Лекции и семинары
Самостоятельная работа
7.
Гипергеометрический ряд. Гипергеометрическое уравнение. Решение дифференциальных уравнений с регулярными особыми точками. Уравнение Римана В задачах: выражение элементарных функций через тригонометрические. Соотношения между гипергеометрическими рядами.
13
6
7
8.
Гипергеометрический интеграл Гаусса. Значение гипергеометрической функции в единице. Связь с комбинаторными тождествами. Контурные интегралы Барнса. Гипергеометрические преобразования
13
6
7
9.
Вырожденные гипергеометрические функции. Понятие об иррегулярных особых точках обыкновенных дифференциальных уравнений. Функции Бесселя. Ортогональные многочлены.
13
6
7
Итого:
39
18
21
Раздел 4. Полилогарифмы, кратные значения дзета-функции и многомерные обобщения специальных функций
№
Тема
Всего часов
Лекции
Самостоятельная работа
10.
Решение линейных дифференциальных с регулярными особыми точками и интегралы полилогарифмического типа. Классические тождества для дилогарифмаов Эйлера и Роджерса.
15
6
9
11.
Кратные значения дзета-функций. Известные и гипотетические свойства крантных значений дзета-фкнкций.
В ходе работы семинара планируется приглашение ряда российских ученых для освещения тем, в которых они являются признанными мировыми специалистами.
9Оценочные средства для текущего контроля и аттестации студента
9.1Тематика заданий текущего контроля
Примеры тем для выступлений студентов на семинаре:
Теорема Бора-Моллерапа
Формула удвоения Гаусса.
Интегралы Дирихле.
Интегральные представления логарифма Гамма-функции.
Формула Гурвица для отрицательных значений дзета-функции.
Полное решение гипергеометрического уравнения.
Формулы суммирования Заальтщутца.
10Порядок формирования оценок по дисциплине
Оценка за текущий, промежуточный и итоговый контроль выставляется
по 10-балльной системе. Результирующая оценка за текущий контроль учитывает результаты студента по текущему контролю следующим образом:
Отекущий = n1* Ок/р + n2* Осам. работа
Преподаватель оценивает самостоятельную работу студентов: правильность выполнения домашних работ, задания для которых выдаются на семинарских занятиях, правильность решения задач на семинаре. Оценки за самостоятельную работу студента преподаватель выставляет в рабочую ведомость. Накопленная оценка - Осам. работа определяется перед промежуточным (итоговым) контролем.
Сумма удельных весов должна быть равна единице: ∑ni = 1 Способ округления накопленной оценки текущего контроля в пользу студента. Результирующая оценка за промежуточный (итоговый) контроль складывается из результатов накопленной результирующей оценки за текущий контроль, удельный вес которой составляет k1 = 0,5 и оценки за экзамен/зачет, удельный вес k2 = 0,5.
Способ округления накопленной оценки промежуточного (итогового) контроля в форме зачета/экзамена в пользу студента. Студент может получить возможность пересдать низкие результаты за текущий контроль. В диплом ставится оценка за итоговый контроль, которая является результирующей оценкой по учебной дисциплине.
11Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
11.1Базовый учебник
Е.Уиттекер, Г.Ватсон. Курс современного анализа. Том 2. М.: УРСС. - 2002 .
Нис: уроки по преодолению отсталости Аргентину, Бразилию, Чили, Мексику и другие центрально- и южноамериканские страны. Но в данном докладе мы будем рассматривать модель...