МАТЕМАТИКА И ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ

Это пособие подготовлено сотрудниками кафедры химии РНИМУ им. Н.И. Пирогова, ведущего медицинского вуза страны. В книге приведены подробные методики решения основных типов задач, разобраны примеры различной сложности. Для самостоятельного решения собрано более 500 задач, охватывающих все разделы школьного курса химии углубленного уровня. Особое внимание уделено вопросам органической химии и химии природных биологических соединений. Комплексное использование этих пособий позволит повысить уровень своих знаний в области химии и получить высокий балл на выпускном экзамене для поступления на химические, биологические и медицинские факультеты вузов.

Настоящее пособие составлено преподавателями факультета ВМК МГУ имени М.В. Ломоносова на основе олимпиадных задач по математике. Пособие содержит теоретический материал, подборку задач, а также идеи, указания (подсказки) и решения.

Настоящее пособие составлено преподавателями факультета ВМК МГУ имени М.В. Ломоносова на основе задач вступительных экзаменов по математике в МГУ и задач Единого государственного экзамена. Пособие содержит теоретический материал, примеры с решениями и подборку задач.

Одними из наиболее ценных природных ресурсов любой страны являются ее лесные ресурсы. Их нужно беречь. Необходимость охраны лесов существует и в Азербайджане, где на каждого жителя приходится меньше леса, чем в соседних странах. Применение современных методов получения и обработки данных, а также технологий географических информационных систем позволяет свести исследования в этой области к набору стандартных процедур. На примере северо-восточного региона Азербайджана описан процесс обработки спутниковых снимков, имеющихся в открытом доступе, для составления карт лесного покрова за несколько разных лет. Изучены космические снимки со спутников Landsat, полученные во время летних сезонов за различные годы в период с 1987 по 2018 г. Снимки охватывали территорию 5 соседних районов, находящихся на северо-востоке Азербайджана. Предварительная обработка материала включала радиометрическую калибровку и атмосферную коррекцию и была проведена с помощью программного пакета ENVI и модуля FLAASH. Показан процесс окончательной обработки снимков в программе ArcGIS с целью определения площадей, занимаемых лесными массивами в разные годы. Анализ основывался на расчете вегетационного индекса NDVI для всех рассматриваемых изображений. Затем на них выделены участки, имеющие высокие значения NDVI, произведена векторизация, и найдены площади полученных полигонов. Таким образом, для каждого года создан отдельный тематический слой, отражающий площадь лесного покрова в этом году, т. е. всего 3 слоя. Полученные данные сведены в таблицу, по которой построена диаграмма, показывающая динамику изменений площади леса в регионе. Они также стали основой для тематической электронной карты исчезновения лесов. Охарактеризовано продолжение этого процесса. Для цитирования: Мамедалиева В.М. Изменение лесных массивов северо-восточного региона Азербайджана по космическим снимкам // Изв. вузов. лесн. журн. 2022. № 1. С. 88–97. DOI: 10.37482/0536-1036-2022-1-88-97

Расширение видового разнообразия городских насаждений в условиях севера должно осуществляться с учетом физиологических особенностей интродуцируемых видов. Проанализированы зимостойкость и динамика содержания сахарозы в тканях однолетних побегов растений, произрастающих в малых городах Вологодской области, принята во внимание информация об естественных ареалах этих растений. Показано, что содержание сахарозы у изученных видов подвержено сезонным колебаниям, а также значительно варьирует в зависимости от географического происхождения вида. Для большинства деревьев характерны довольно высокий уровень зимостойкости и умеренные колебания сахарозы в течение года. Для кустарников – более высокое содержание сахарозы по сравнению с древесными видами и ее существенные колебания в течение вегетационного периода. У большинства исследованных растений в апреле–июне наблюдается минимальное содержание сахарозы, в осенние месяцы – повышение ее содержания, с ноября до весны – снижение. Виды, показавшие высокий уровень зимостойкости: бересклет европейский (Euonymus europaeus L.), дерен белый (Cornus аlba L.), кизильник блестящий (Cotoneaster lucidus Schltdl.), клен гиннала (Aсer ginnala Maxim.) – накапливают сахарозу к октябрю и затем плавно расходуют ее в осенне-зимне-весенний период. Кустарники-интродуценты, характеризующиеся низкой зимостойкостью: пузыреплодник калинолистный (Physocarpus opulifolius (L.) Maxim.), спирея иволистная (Spiraea salicifolia L.), снежноягодник белый (Symphoricarpos albus (L.) S.F. Blake) – максимум сахарозы запасают к октябрю-ноябрю, а затем в зимние месяцы быстро расходуют ее. Чубушник венечный (Philadelphus coronarius L.) отличается подмерзанием побегов до уровня снега, что, возможно, связано с практически полным расходованием сахарозы к январю. Предложены варианты стратегий накопления и расходования сахаров растениями, относящимися к различным флористическим областям. Для цитирования: Андронова М.М., Платонов А.В. Сахароза в тканях однолетних побегов древесных растений-интродуцентов // Изв. вузов. лесн. журн. 2022. № 1. С. 62–76. DOI: 10.37482/0536-1036-2022-1-62-76

В настоящее время выращивание сеянцев основных лесохозяйственных пород осуществляют в тепличных комплексах, производя посадочный материал с закрытой корневой системой. В связи с особенностями данного процесса возникает вопрос об устойчивости получаемого посадочного материала к условиям окружающей среды. На рост и развитие сеянцев при многоротационных схемах выращивания будут влиять как тепличные условия, так и условия площадки закаливания. В связи с этим оценка готовности посадочного материала к переносу в открытый грунт становится актуальной научной задачей. С химической точки зрения одними из наиболее подходящих индикаторов для такой оценки являются вторичные метаболиты – конечные продукты биосинтеза. Цель исследования – изучение химических маркеров формирования древесного вещества как критериев завершения годичного цикла развития сеянцев (при летних сроках посева) и их готовности к вынесению в открытый грунт. Сосна обыкновенная – наиболее подходящий модельный объект для проведения исследований, поскольку она – типичный представитель хвойных лесов и имеет обширный ареал произрастания, а также высокий адаптационный потенциал. На ранних этапах развития сеянцы сосны, как правило, характеризуются повышенной чувствительностью к действию окружающей среды. Для анализа процессов биосинтеза основных компонентов древесной ткани применяли физико-химические методы. Исследована сезонная динамика фенольных соединений в отдельных частях однолетних сеянцев сосны обыкновенной. Выявлено: в момент выноса на площадку закаливания растения адаптируются к новому для них температурному режиму. Это выражается в снижении содержания низкомолекулярных фенольных соединений, препятствующих развитию неконтролируемых окислительных процессов, запускающихся под воздействием неблагоприятных и стрессовых условий среды. Обнаружено, что изменение уровня кониферилового спирта как предшественника макромолекулярных структур лигнина древесины является маркером лигнификации при вегетации растений. В качестве критериев завершения годичного цикла формирования сеянца и его готовности к высаживанию в естественную среду могут выступать содержание фенольных соединений (не менее 120–140 мг/г Сорг) и активность пероксидазы в «хвое» (0,1–0,3 ед. активности). Для цитирования: Гусакова М.А., Боголицын К.Г., Красикова А.А., Селиванова Н.В., Хвиюзов С.С., Самсонова Н.А. Характеристика формирования древесного вещества при выращивании сеянцев сосны обыкновенной с использованием химических маркеров // Изв. вузов. лесн. журн. 2022. № 1. С. 36–48. DOI: 10.37482/0536-1036-2022-1-36-48 Финансирование: Исследования проведены в рамках государственного задания ФГБУН ФИЦКИА УрО РАН ФНИ в 2018–2021 гг. (тема № АААА-А18-118012390231-9) с использованием оборудования ЦКП НО КТ РФ-Арктика (ФГБУН ФИЦКИА УрО РАН).

Изучены цитогенетические параметры семенного потомства клонов плюсовых деревьев Pinus sylvestris, произрастающих на Петрозаводской лесосеменной плантации I порядка. В качестве контроля были взяты нормальные деревья P. sylvestris из естественного соснового фитоценоза в Пряжинском районе Карелии. рассматривали следующие показатели: относительное содержание ДНК, число хромосом, частоту и типы патологий митоза на стадиях метафазы, анафазы и телофазы (в процентах от общего числа делящихся клеток на тех же стадиях). Установлено, что в корневой меристеме семенного потомства P. sylvestris в диплоидном наборе содержится 24 хромосомы. У изученных растений были обнаружены единичные анеуплоидные клетки (2n = 23; 2n = 25). Наиболее частотна моносомия (2n = 23) – 81 % от общего числа анеуплоидных клеток. Относительное содержание ДНК в молодой хвое проростков у клонов плюсовых деревьев составило 42,07±0,21 пг, а у нормальных деревьев – 42,95±0,04 пг, при этом разница между ними статистически значима (U-test, p ˂ 0,01). В результате цитогенетического анализа выявлено 7 типов патологий митоза: фрагментация хромосом, мосты, забегание хромосом, обособление хромосом и групп хромосом, отставание хромосом, многополюсность, сложные нарушения. В общем спектре нарушений митоза наиболее распространенной патологией оказалось забегание хромосом. Сравнение различных типов патологий митоза в двух общих выборках нормальных деревьев и клонов плюсовых деревьев показало, что они значимо отличаются по следующим аномалиям митоза: забегание и обособление хромосом в метафазе, фрагментация, отставание, мосты и многополюсность в ана-телофазе. Выявлено: в семенном потомстве нормальных деревьев доля клеток с аномалиями митоза в среднем примерно в 1,5 раза выше, чем в потомстве клонов плюсовых деревьев (3,44±0,32 и 2,38±0,14 % (U-test, p ˂ 0,05) соответственно). Полученные данные свидетельствуют о цитогенетической стабильности семенного потомства клонов P. sylvestris с Петрозаводской лесосеменной плантации I порядка, это в свою очередь, может говорить о высоком качестве семенного материала. Для цитирования: Игнатенко р.В., Ершова М.А., Галибина Н.А., раевский Б.В. Цитогенетическая характеристика семенного потомства клонов плюсовых деревьев сосны обыкновенной в Карелии // Изв. вузов. лесн. журн. 2022. № 1. С. 9–22. DOI: 10.37482/0536-1036-2022-1-9-22 Финансирование: Финансирование исследований осуществлялось из средств федерального бюджета на выполнение государственного задания КарНЦ рАН (0185-2019-0093). Благодарность: Выражаем благодарность сотрудникам лаборатории биотехнологии растений КарНЦ рАН, а также лично канд. с.-х. наук, заместителю директора по научной работе Ил КарНЦ рАН С.А. Мошникову и научному сотруднику лаборатории динамики и продуктивности таежных лесов Ил КарНЦ рАН В.А. Харитонову за помощь в сборе полевого материала. Благодарим Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова за предоставленные семена Triticum aestivum и компанию «Диаэм» за возможность провести исследования на проточном цитофлуориметре Attune NxT (Thermo Fisher Scientific)

В методических указаниях обобщены научные основы в области природопользования и охраны окружающей среды. Изложены современные представления о методах исследований, основные законы, правила и принципы основ природопользования и охраны природы. Рас-смотрены особенности и приёмы государственного управления природопользованием и охраны окружающей среды.

Рассмотрены основные этапы моделирования, биофизика системы кровообращения, биосфера и физические поля. Приведены практические задачи и тестовые задания по данным темам.

Представлены теоретический материал, лабораторные работы, а также технологические расчеты и методы дополнительной обработки представленных образцов воды.

Изложены краткие теоретические сведения по основам химической термодинамики, фазовых равновесий и растворов, химической кинетики, катализа и электрохимии.

Издание включает теоретические основы по наиболее важным методам анализа многомерных данных: методу главных компонент и проекции на латентные структуры, а также практические задания для самостоятельного выполнения.

Содержит лабораторные работы по разделам дисциплины «Статистические методы контроля качества», выполняемые в пакете STATISTICA (Statsoft).

Рассмотрены возможности системы компьютерной математики Scilab в области визуализации данных. Приведены теоретический материал и примеры построения диаграмм, гистограмм, двумерных и трехмерных графиков, а также рассмотрены возможности форматирования графиков с использованием команд и меню графического окна. Для оценки уровня усвоения студентами пройденного материала предложены варианты заданий для самостоятельной работы.

Изложены теоретические положения и основные формулы для расчета последствий аварий, характерных для объектов химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей отраслей промышленности. С целью закрепления теоретического материала приведены примеры решения задач, а также задания для самостоятельного выполнения.

Изложено историческое развитие основных существующих к настоящему времени методов и способов оценки поверхностных энергетических свойств различных веществ. Выделены методы, наиболее приемлемые для получения значений свободной поверхностной энергии, ее составляющих и параметров. На основе большого экспериментального материала проведена модификация данных методов. Предложены новые решения для оценки поверхностно-энергетических свойств металлических субстратов и различных дисперсных веществ.

The tutorial is dedicated to the 150th anniversary of the Mendeleev Periodic Table and the International Year of the Periodic Table of chemical elements. The study guide contains the facts from the history of the Periodic Table discovery, the modern information about the structure of the atom and periodic properties of chemical elements and their relation with the Periodic Law.

Рассмотрены основные вопросы математического моделирования стохастических и детерминированных процессов на основании эмпирических данных, а также формирования аналитических математических моделей. Приведены примеры построения математических моделей и задачи для самостоятельного решения.

Представлены четыре раздела учебного курса «Методы оптимизации». В каждом разделе изложены необходимые теоретические сведения, рассмотрены реализации алгоритмов численных методов оптимизации на примерах, приведены способы решения или проверки решений в программе Microsoft Excel.

Рассмотрены основные приемы расчетов и методы решения задач по различным темам формальной химической кинетики: кинетика простых реакций, зависимость скорости реакции от температуры, сложные реакции. Приведены задачи для проведения практических занятий и самостоятельной работы студен тов при изучении раздела «Химическая кинетика».

Рассмотрена возможность применения теории размерностей для расчета теплового моделирования излучательной способности металлов и их сплавов в широком диапазоне температур, включая фазовый переход в системе «твердое тело – жидкость». Проанализировано использование температур Дебая металлов по отношению к периодическому закону Д.И. Менделеева.

Рассмотрены особенности молекулярного строения и физико-химического поведения координационных соединений лантаноидов, а также основные подходы и методы, используемые для квантово-химического моделирования их молекулярного строения и некоторых физико-химических свойств.

Изложены материалы по темам курса «Организация и технология испытаний», представлены основные понятия, термины и их определения. Приведен иллюстративный материал по темам.

Рассмотрены основы теории подобия газожидкостных систем и ее связь с построением физико-математических моделей. Приводятся методы приближенного и точного моделирования. Особое внимание уделено анализу процесса переноса массы в движущейся газожидкостной смеси. Рассмотрена физическая интерпретация фундаментальных критериев подобия. Обсуждаются вопросы, связанные с формированием требований к разработке технологического оборудования многофазных испытательных стендов. Освещены вопросы обеспечения единства измерений и метрологических требований к измерениям расхода компонент многофазных потоков с использованием испытательных стендов.

The Part 1 of the study guide contains the dictionary of terms, task examples with detailed comments and tasks for self-control on the main topics of General Chemistry.

The Part 2 of the study guide contains variants of individual test tasks for monitoring the results of students learning upon completion of the discipline «General and Inorganic Chemistry».

Системно изложен материал, раскрывающий основные понятия и принципиальные научные положения дисциплин «Промышленная экология» и «Экология». Представлены примеры решения и варианты задач, в конце каждой темы предложены вопросы для проверки знаний по дисциплине «Промышленная экология».

Рассмотрены предпосылки и проблемы адаптации студентов к обучению в высшей школе, концептуальные основы педагогической системы адаптационного обучения иноязычных студентов на двуязычной основе, структура и основные характеристики технологии адаптационного обучения на двуязычной основе.

Представлена классификация неорганических соединений: определение основных классов и групп соединений, их химические свойства. Рассмотрена номенклатура соединений (принципы и правила наименования соединений). Приведено описание лабораторной работы по получению неорганических соединений различных классов в лабораторных условиях. Предложены примеры решения заданий, вопросы и задания для самостоятельной работы студентов, а также комплекс индивидуальных заданий для оценки знаний по основным классам неорганических соединений и их номенклатуре.

Рассмотрены основы хроматографического анализа углеводородных газов, применяющегося на современных нефтедобывающих компаниях. Приведены критерии его применимости, преимущества и недостатки, аппаратурное оформление процессов. Показаны примеры хроматограмм и их расшифровка.

Системно изложен материал, раскрывающий основные понятия и принципиальные научные положения курса «Экология», общие вопросы экологии. Подробно рассмотрены характеристика сточных вод, показатели качества воды в водоемах и основные методы механической очистки. Большое внимание уделено методам химической и биологической очистки сточных вод и повторному использованию технической воды и промышленных стоков. В конце пособия приведены вопросы для подготовки к экзамену (зачету), тестовые задания, задачи.

Представлен анализ отклика модельных и прикладных бактериальных препаратов на воздействие электромагнитных полей крайне высоких частот малой (нетепловой) интенсивности. Продемонстрированы возможности практического применения неинвазивной и бесконтактной, оперативной и экологически безвредной неионизирующей технологии электромагнитной обработки биосистем для регулирования их эволюции и (или) активности.

Рассмотрены зоны влияния выбросов объектов химической промышленности на окружающую среду. Представлены мероприятия по защите воздушного бассейна и природных вод, повышающие экологичность деятельности химических предприятий.

Содержит тестовые задания на полноту усвоения материала по линейной и векторной алгебре, аналитической геометрии, дифференциальному исчислению функции одной и нескольких переменных.

Содержит материал для проведения практических занятий по термодинамике и теоретическим основам холодильной техники. Включает теорию термодинамических процессов, задания и пояснения к порядку их выполнения. Рассмотрены отдельные термодинамические процессы, идеальный цикл паровой холодильной машины в диаграммах T−s и lg p−h, энергетические потери, различные варианты теоретических циклов, термоэлектрический эффект.

Представлены материалы для подготовки к контрольным работам по теоретической механике.

Рассмотрены теоретические основы управления экологической безопасностью, изложена методика оценки экологической безопасности с помощью индикаторов безопасного и устойчивого развития экономических систем. Проанализированы экономический механизм и инструменты обеспечения экологической безопасности, способствующие развитию экологического сектора экономики и социальной ответственности бизнеса.

Рассмотрены методы пробоотбора и практические подходы, необходимые для правильного отбора проб объектов окружающей среды, базирующиеся на современной базе нормативных документов. Содержит методологию отбора проб любых типов вод, почв, донных отложений, промышленных выбросов, атмосферного воздуха, а также отходов производства и потребления.

The monograph presents the published works results on the creation and study of metal-containing liquid crystals – metallomesogens. The liquid crystal complexes of transition metals with giant magnetic anisotropy, spin-crossover properties at room temperature and the magnetic behavior of mesogenic metal-polymers are considered. Especial attention is devoted to the luminescence properties of lanthanide derivatives.

Представлены основы теории дифференциальных уравнений. Рассмотрены различные классы обыкновенных дифференциальных уравнений, свойства и виды их решений, а также начальные сведения о краевых задачах, теории устойчивости и уравнениях в частных производных.

Рассмотрены такие разделы дискретной математики, как элементы теории множеств, алгебра высказываний, элементы теории графов и сетевое планирование. В каждом разделе приведены основные теоретические сведения, примеры решения типовых задач, задания для закрепления изучаемого материала с ответами.

The main data on issues of polymer aging caused by various factors are summarized. The characteristics of macromolecular reactions in addition to thermal, thermal-oxidative degradation, degradation caused by the aggressive environment, high-energy radiation, etc. are considered.

Рассмотрен спектр философских проблем (онтологических, методологических, гносеологических и социально-этических) наномира с выявлением его сущности с помощью различных подходов и категориального аппарата, выработанного в различных направлениях философии.

Содержит теоретический материал по разделам «Физические основы механики», «Молекулярная физика и термодинамика», вопросы для самостоятельной подготовки, примеры решения задач, контрольные задания.

Рассмотрены основные понятия и законы статистической и неравновесной термодинамики. Приведены тестовые задания для контроля знаний студентов при изучении разделов «Статистическая термодинамика» и «Неравновесная термодинамика».

Приведены необходимые теоретические сведения и решения типовых задач по неопределенным интегралам, а также расчетные задания и варианты тестовых и контрольных работ.

Рассмотрены численные методы решения прямых и обратных задач подземной гидромеханики применительно к разработке месторождений с трудноизвлекаемыми запасами.

Содержит теоретические и экспериментальные задачи по органической химии, которые предлагались участникам всероссийских олимпиад студентов технологических и технических вузов на протяжении 10 лет.

Содержит подробный теоретический материал, описание лабораторных работ по теме «Законы постоянного тока». Особое внимание уделено физическим основам закономерностей протекания электрического тока в различных средах, а также методам измерения характеристик цепей постоянного тока.

Освоение арктических территорий является одним из приоритетных направлений комплексного геополитического и геоэкономического развития Российской Федерации, при этом становятся особенно актуальными вопросы формирования арктической модели здравоохранения и стабилизации демографических процессов, здоровьесбережения, а также увеличения продолжительности жизни коренного и пришлого населения. Арктика представляет собой зону особого стратегического интереса России не только в связи с перспективами освоения природных ресурсов, но и в связи с быстрым изменением глобального климата. Реализация масштабных и конкурентоспособных проектов требует притока трудового контингента, прогнозируется увеличение численности населения арктических поселков. Коренные народы, проживающие на арктических территориях Российской Федерации, относятся к особой группе населения, нуждающейся в государственной поддержке в связи с уязвимостью традиционного образа жизни и исконной среды обитания. В их отношении реализуется государственная политика устойчивого развития. В статье представлен обзор литературы, посвященной анализу особенностей воздействия этиологических неблагоприятных климато-геофизических факторов на патогенез сердечно-сосудистых заболеваний человека в условиях Арктики. Показано, что значительная доля рисков развития сердечно-сосудистых событий на территории Арктики связана как с антропогенным загрязнением окружающей природной среды (поллютанты, накапливающиеся в результате активной хозяйственной деятельности человека), так и с воздействием неблагоприятных климатических условий. Совершенствование технологий арктической медицины с позиции 4П-медицины путем снижения риска развития сердечно-сосудистых заболеваний, понимание механизмов неблагоприятного влияния природно-климатических и антропогенных факторов позволят значительно повысить качество медицинской помощи и сохранить здоровье коренного и пришлого населения российских территорий Арктики.