МАТЕМАТИКА И ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ

Приведены задачи по основным разделам курса органической химии для самостоятельного выполнения, дополненные новыми типами задач и интересными цепочками превращений, по темам, которые входят в основной курс обучения, например: алканы, алкены, алкадиены, алкины и т. д.

Приведены условия задач по основным темам курса «Аналитическая химия» для выполнения домашних заданий.

Издание включает описание восьми лабораторных работ практикума по базовому курсу органической химии, разработанному в соответствии с программой МГТУ им. Н.Э. Баумана для бакалавриата. Приведены краткие теоретические сведения по теме каждой работы и методика ее практического выполнения, а также контрольные вопросы и задания для подготовки к защите работы.

Представлен современный курс общей и неорганической химии, охватывающий основные теоретические и практические разделы. Кратко изложены основные понятия и законы химии. Вопросы строения вещества, химии элементов, химической термодинамики и кинетики, свойств растворов, возникновения и особенностей коррозионных процессов объединены в пять модулей. Особое внимание уделено влиянию различных веществ на окружающую среду.

Приведены примеры решения типовых задач по основным разделам курса общей химии в соответствии с программой для бакалавров и специалистов технических направлений, а также условия задач, включаемых в домашние задания.

Учебное пособие служит руководством для студентов при освоении и подготовке к защите модуля «Электрохимические процессы» по курсу общей химии и модуля «Химическая и электрохимическая коррозия» по курсу «Теория коррозии и методы защиты металлов» в соответствии с программами бакалавриата и специалитета технических направлений. Изложены теоретические представления о механизмах коррозии, рассмотрены классификация коррозионных процессов, их кинетические и термодинамические закономерности, методы защиты от коррозии. Приведены расчетные формулы, примеры решения типовых задач, контрольные вопросы и задачи для самостоятельного решения.

Приведены задачи, которые включены в домашнее задание модуля I «Закономерности протекания химических процессов» курса «Общая химия». В каждом разделе пособия даны примеры решения задач. В приложениях представлен обширный справочный материал.

Пособие предназначено для самостоятельного изучения студентами модуля 1 дисциплины «Физика». Рассмотрены теоретические основы следующих разделов физики: кинематика, динамика, колебания, волны, элементы специальной теории относительности. Приведены базовые понятия и определения. В каждом разделе даны примеры решения тематических задач и задачи для самостоятельного решения.

Пособие является методическим руководством для самостоятельной подготовки студентов к защите модуля«Физико-химические методы анализа» курса «Аналитическая химия». Включает разделы «Кондуктометрия. Кондуктометрическое титрование», «Электрогравиметрия», «Потенциометрия. Потенциометрическое титрование». Изложены теоретические представления, рассмотрены классификация методов, их аналитические возможности и области применения. Приведены расчетные формулы, экспериментальные зависимости и примеры решения типовых задач.

Пособие служит руководством для самостоятельной подготовки студентов к защите модуля «Физико-химические методы анализа» дисциплины «Аналитическая химия». Включает разделы «Оптические методы анализа», «Хроматография», «Экстракция». Изложены теоретические представления, рассмотрены классификация, аналитические возможности и области применения методов, дана характеристика используемой аппаратуры. Приведены расчетные формулы и примеры решения типовых задач.

Приводятся основные физические законы и соотношения и даются общие указания по методике решения задач, составленных в соответствии с опытом вступительных испытаний в МГТУ им. Н.Э. Баумана. Типовые задачи и задачи повышенной сложности сопровождаются оригинальными методиками решений. Для проверки усвоения материала по каждой теме предлагаются контрольные работы. Подробное решение представленных в пособии контрольных работ и другие учебные материалы можно получить, зарегистрировавшись на учебном портале МГТУ им. Н.Э. Баумана (http://www.cem.bmstu.ru/dot.htm).

Изложены вопросы, связанные с малыми колебаниями однородной балки под действием сосредоточенной силы без учета и с учетом внутреннего линейно-вязкого сопротивления. Рассмотрены приближенные методы определения форм и частот собственных колебаний на примере продольных колебаний неоднородных стержней. Приведены контрольные вопросы.

Приведены краткие теоретические сведения о термодинамических процессах в газах. Рассмотрены методики измерения теплоемкости на натурной и виртуальной установках.

Кратко рассмотрены явления поверхностного натяжения. Изложена методика экспериментального определения коэффициента поверхностного натяжения жидкости методом отрыва кольца. Представлено описание лабораторной установки. Даны указания по выполнению лабораторной работы и обработке результатов измерений.

Изложены основные теоретические сведения о динамике вращательного движения твердого тела и колебаниях физического маятника. Описана лабораторная установка, даны указания к проведению измерений и обработке их результатов.

Представлены материалы по применению метода крутильных колебаний при определении момента инерции тел, для которых аналитический способ вычисления этой динамической характеристики сложен или невозможен. При выполнении работы можно наглядно увидеть причину систематической погрешности и оценить ее значение. Эксперимент выполняется на современном оборудовании фирмы Phywe.

В издании компактно изложены все темы первого раздела общего курса физики — механики: кинематика точки и твердого тела, динамика поступательного и вращательного движения, работа и энергия, механические колебания и волны, а также специальная теория относительности. Теоретический материал дополнен примерами с решениями. Содержание пособия соответствует курсу лекций, читаемому авторами в МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Приведены формулировки стационарных и нестационарных задач теплопроводности. Рассмотрены основные особенности построения численного решения этих задач в рамках конечно-элементной технологии.

Сборник содержит 200 количественных и качественных заданий разной сложности по 20 разделам курса общей физики «Механика. Механические колебания и волны». На основе предложенных задач сформированы тестовые задания по проверке остаточных знаний. Для каждого студента компьютерная программа методом случайной выборки составляет вариант для тестирования, содержащий 20 тестов по 20 разделам.

Изложены основные теоретические и практические сведения об интерференции света от двух когерентных источников и интерференции на тонкой воздушной прослойке между выпуклой поверхностью плоско-выпуклой линзы и плоской стеклянной пластинкой. Приведены необходимые рекомендации к выполнению лабораторной работы. Описана лабораторная установка, даны указания по выполнению измерений и обработке их результатов.

На основе системного анализа выявлены основные закономерности кластерных распадов атомных ядер, позволяющие сделать вывод о возможности существования гораздо большего числа f-активных ядер, чем известно. В области средних ядер кластерный распад возможен для нейтронно-дефицитных нуклидов. Кластерная радиоактивность характерна для α-активных ядер, обладающих повышенной устойчивостью. Тяжелый кластер f-распада трансактинидов делится спонтанно.

Подробно изложен теоретический и экспериментальный материал, лежащий в основе квантовой физики. Большое внимание уделено физическому содержанию основных квантовых понятий и математическому аппарату, используемому для описания движения микрочастиц. Решение большого количества задач не только иллюстрирует излагаемый материал, но в ряде случаев развивает и дополняет его. Рассмотрены наиболее актуальные и перспективные приложения квантовых эффектов в науке и технике. Содержание учебного пособия соответствует курсу лекций, который авторы читают в МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Кратко рассмотрены свободные затухающие и вынужденные колебания. Изложена методика измерения характеристик колебаний на примере крутильного маятника. Представлено описание лабораторной установки. Даны указания по выполнению лабораторной работы М-108 по курсу общей физики и обработке результатов измерений.

Рассмотрены системы, позволяющие создавать в пространстве однородные магнитные поля. Представлены расчетные схемы и выводы зависимостей для магнитных полей кругового тока и катушек Гельмгольца. Описаны лабораторный комплекс и электрические схемы изучаемых процессов. Приведены задания, предназначенные для развития методики анализа и обработки результатов измерений.

Изложены основные теоретические сведения о статическом электрическом поле в свободном пространстве и внутри диэлектриков. Приведено описание лабораторной установки, даны указания по проведению измерений и обработке их результатов.

Издание предназначено для самостоятельного выполнения студентами двух домашних заданий по учебной дисциплине «Прикладная оптика». В домашнем задании № 1 требуется построить ход лучей через линзу и двухкомпонентную оптическую систему, заданную кардинальными элементами, в задании № 2 — выполнить аналитический расчет положения и диаметров диафрагм в двухкомпонентном телеобъективе. Приведены краткие теоретические сведения, исходные данные, последовательность выполнения домашних заданий, требования к оформлению.

Рассмотрены применение скалярных полей в космологии и методы построения моделей ранней Вселенной на основе их динамики. Выполнен анализ динамики Вселенной на различных стадиях ее эволюции. Проведен расчет параметров космологических возмущений. Представлены методы верификации инфляционных моделей и новые методы детектирования гравитационных волн.

Представлены учебно-методические и справочные материалы для освоения студентами модуля «Элементы линейной алгебры» дисциплины «Математика». Изложены необходимые теоретические материалы, подробно рассмотрены примеры решения задач, приведены вопросы для самоконтроля и задачи для самостоятельного решения.

Изложена теория гладких поверхностей в трехмерном пространстве в объеме, предусмотренном учебным планом МГТУ им. Н.Э. Баумана по дисциплинам «Дифференциальная геометрия» и «Дифференциальная геометрия и основы тензорного исчисления» (модуль «Кривые и поверхности в пространстве»). Приведены задачи для самостоятельной работы.

Изложены основные определения и теоремы по теории функциональных рядов. Рассмотрены подробные решения типовых задач по данной теме, что поможет студентам овладеть навыками решения задач по функциональным рядам. Приведены задания для самостоятельного решения.

Представлен подробный конспект лекций по дисциплине «Теория случайных процессов». Приведены основные понятия стохастического анализа, необходимые сведения о спектральных характеристиках стационарных случайных процессов, их преобразовании при воздействии линейного оператора, о марковских случайных процессах. В пособии наряду с классическими представлениями содержится информация о современном уровне исследований в данной области.

Издание предназначено для выполнения домашнего задания по теме «Приложение квадратичных форм» модуля 1 «Линейная алгебра» дисциплины «Линейная алгебра и функции нескольких переменных». Кратко изложен теоретический материал, необходимый при решении задач, акцентировано внимание на этапах построения канонической системы координат, рассмотрены типовые примеры. Подробные пояснения и рисунки помогут обучающимся успешно выполнить домашнее задание.

Рассмотрены основные моменты построения точек по координатам, деление отрезка в заданном отношении, определение его натуральной величины, построение прямой, перпендикулярной заданной плоскости, решение первой позиционной задачи.

Издание содержит базовые теоретические сведения из следующих разделов теории вероятностей и математической статистики: вычисление вероятностей случайных событий, случайные величины и их характеристики, предельные теоремы, методы описания и обработки выборочных данных, точечные и интервальные оценки параметров распределений, проверка гипотез, простая регрессия. Приведены примеры решения задач и задачи для самостоятельной подготовки.

Представлены учебно-методические и справочные материалы для освоения студентами модуля «Основные понятия теории вероятностей» дисциплины «Математика». Изложены необходимые теоретические материалы, подробно рассмотрены примеры решения задач, приведены вопросы для самоконтроля и задачи для самостоятельного решения.

Рассмотрены основные приемы и методы вычисления неопределенных интегралов. Приведены краткие теоретические сведения, и подробно разобрано около 100 примеров различной степени сложности. В каждой главе даны примеры для самостоятельного решения, а в конце работы — ответы к этим примерам.

Рассмотрены основные разделы школьного курса математики. Приведен необходимый справочный теоретический материал, достаточно полно изложены основные методы решения задач разного уровня сложности. Большинство представленных задач предлагалось на физико-математических олимпиадах, проводимых МГТУ им. Н.Э. Баумана. Большое внимание уделено освоению таких тем, как «Решение задач с параметром» и «Решение стереометрических задач». Для проверки усвоения материала по каждой теме предложены контрольные работы и приведены ответы на них.

Издание содержит методические указания к выполнению домашнего задания по дисциплине «Математическое моделирование». Изложен подход к решению одной из практически важных задач — задачи построения линейной регрессионной модели по экспериментальным данным. Приведены необходимые теоретические сведения и данные для установления экспериментальной зависимости отклика от факторов.

Дано описание предусмотренных учебным планом МГТУ им. Н. Э. Баумана приемов и задач, связанных с вычислением кратных интегралов. Приведен справочный материал, содержащий основные определения и формулировки теорем. Даны подробные решения задач со ссылками на нужные формулы, предложены задачи для самопроверки. Рассмотрены приложения кратных интегралов к задачам механики.

Издание предназначено в помощь студентам, выполняющим лабораторную работу № 1 по курсу «Вычислительная физика» (модуль 1). Показаны способы построения интерполяционных многочленов Лагранжа и Ньютона с помощью конечных и разделенных разностей, проанализирована их погрешность, указаны ее источники и методы минимизации. Интерполяционные многочлены рассмотрены как самостоятельные объекты для аппроксимации неизвестной аналитической функции по ее значениям в узловых точках и как объекты для построения формул численного дифференцирования.

В девятнадцатом выпуске серии «Математика в техническом университете» изложены теория множеств и отношений, элементы современной абстрактной алгебры, теория графов, классические понятия теории булевых функций, а также основы теории формальных языков, куда включены теории конечных автоматов, регулярных языков, контекстно-свободных языков и магазинных автоматов. В анализе графов и автоматов особое внимание уделено алгебраическим методом. Содержание учебника соответствует курсу лекций, который авторы читают в МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Издание содержит методические указания к выполнению домашнего задания по дисциплине «Теория вероятностей, математическая статистика и теория случайных процессов», предусмотренного учебным планом МГТУ им. Н.Э. Баумана. Приведены необходимые сведения из теории вероятностей и теории случайных процессов. Представлены способы вычисления вероятностей для случайных событий и распределений случайных величин, обусловленных моментами первого попадания пуассоновского случайного процесса в заданные множества, а также способы моделирования рассмотренных случайных величин в системе Wolfram Mathematica.

Издание содержит основные теоретические сведения из следующих разделов анализа функций нескольких переменных: безусловные и условные экстремумы, дифференцирование неявных функций, введение в теорию гладких поверхностей. По каждой теме приведены необходимые теоремы с доказательствами и разобраны примеры решения задач. В конце каждой главы даны задания для самопроверки.

Книга является третьим выпуском серии «Математика в техническом университете» и знакомит читателя с основными понятиями векторной алгебры и ее приложений, теории матриц и определителей, систем линейных алгебраических уравнений, кривых и поверхностей второго порядка. Материал изложен в объеме, необходимом на начальном этапе подготовки студента технического университета. Содержание учебника соответствует курсу лекций, который читается в МГТУ им. Н. Э. Баумана.

Рассмотрены основные способы интерполирования: Лагранжа, Эйткена, Ньютона, Гаусса и Стирлинга, метод сплайна, а также применение метода наименьших квадратов. Показано практическое применение указанных методов на многочисленных примерах, представлены фрагменты программ в пакетах MAPLE и MATLAB, реализующие описанные алгоритмы.

Пособие содержит задания для лабораторных работ по темам: «Регулярные выражения», «Автоматные грамматики», «Лексический анализатор» и «Обработка текстовой информации с помощью регулярных выражений». Приведен необходимый для выполнения заданий теоретический материал.

Рассмотрены различные методы решения задач теории игр. Приведены методические указания для выполнения лабораторных работ и расчетно-графического домашнего задания по дисциплинам «Теория игр и исследование операций», «Методы теории игр в информационной безопасности».

Рассмотрены базовые правила построения с использованием современных компьютерных технологий электронных геометрических моделей машиностроительных деталей и сборочных единиц, способы управления геометрическими данными, а также приемы создания электронных чертежей на основе электронных геометрических моделей. Содержит материал для проведения восьми практических занятий на компьютере в широко распространенном пакете SolidWorks.

Изложены методы решения задач линейного программирования симплекс-методом. Рассмотрены задачи планирования производства, принятия решений в условиях неопределенности, задачи теории игр и транспортные задачи.

Изложен ряд основных разделов теории графов, необходимых для разработки моделей объектов и задач дискретной оптимизации. Рассмотрены модели структур сложных систем в виде различного вида графов: ультра-, гипер-, ориентированных и неориентированных, а также формальные постановки задач комбинаторной оптимизации на графах. Описаны особенности и сущность точных методов дискретной оптимизации, таких как жадный выбор, поиск в ширину и в глубину с возвращением, ветвей и границ, Дейкстры, Форда — Фалкерсона и динамического программирования.