МАТЕМАТИКА

Рассмотрена модель распределения двух ресурсов в однородных несимметричных двусторонних полных ресурсных сетях с петлями. Ресурсная сеть однородна, если все пропускные способности дуги равны: полная, если любые две вершины соединены с противоположными дугами, и симметричная, если в каждой паре противоположных дуг пропускные способности одинаковы. Рассмотрены два вида распределения ресурсов: 1-й − для каждой дуги указана одна пропускная способность, 2-й − две. Для каждого вида распределения разработаны методы нахождения предельного состояния для произвольной величины суммарного ресурса и порогового значения ресурсной сети.

Псевдополиномиальная форма (ПСПФ) — это сумма по модулю два произведений аффинных (линейных) функций алгебры логики. Длиной ПСПФ называется число ее слагаемых; длиной функции алгебры логики в классе ПСПФ - наименьшая длина среди всех ПСПФ, представляющих эту функцию. В работе рассматривается функция Шеннона LПСПФ (n) длины функций алгебры логики в классе ПСПФ как наибольшая длина в классе ПСПФ среди всех функций алгебры логики, зависящих от n переменных.

ПОЛНЫЕ РАЦИОНАЛЬНЫЕ АРИФМЕТИЧЕСКИЕ СУММЫ

Рассматриваются задачи проверки исправности и диагностики состояний N функциональных элементов, которые реализуют в исправном состоянии заданную булеву функцию и среди которых не более чем k неисправных, путем составления из них схем с одним выходом и наблюдения выдаваемых этими схемами значений на любых входных наборах значений переменных. Допускаются произвольные константные неисправности на выходах элементов. Требуется минимизировать число схем, необходимых для проверки исправности и определения состояний всех элементов.

Памяти известного математика, доктора физико-математических наук Леонида Евгеньевича Евтушика.

Построено решение задачи о распределении поля температуры в конечном цилиндре под действием периодически изменяющейся температуры на его поверхности.

Доказано, что для почти контактной метрической гиперповерхности приближенно келерова многообразия условие равенства ее типового числа нулю или единице является не только необходимым, но и достаточным для того, чтобы эта почти контактная метрическая структура была слабокосимплектической.

Строится гомоморфизм из дифференциальной алгебры в алгебру Грассмана, снабженную структурой дифференциальной алгебры. С его помощью доказывается первичность и ее алгебры дифференциальных многочленов, решается связанная с этой алгеброй одна из задач Ритта и дается альтернативное доказательство интегральности идеала.

Работа описывает алгоритм вычисления базисов Гребнера, основанный на использовании отмеченных многочленов из алгоритма F5. Отличительной особенностью алгоритма является простота как самого алгоритма, так и доказательства его корректности, достигнутая без потери эффективности. Это позволило создать простую реализацию, не уступающую более сложным аналогам по производительности.

В статье c использованием понятия топологического аффинного пространства доказывается, что топологическое полуупорядоченное линейное пространство, ассоциированное с относительно равномерной и порядковой сходимостью, можно представить индуктивным пределом его подпространств.

В случае поля нулевой характеристики построен пример многообразия линейных алгебр, рост которого строго выше квадратичного, но строго ниже кубического.

Для доказательства "геометрической теоремы о дробной монодромии" дается удобное эквивалентное определение дробной монодромии в гомологических терминах.

Рассматривается семейство экстремумов, где случайные величины зависимы по столбцам (при одинаковом j) и независимы по строкам (при разных j). Рассматриваются три частных случая: нормального распределения, распределения Лапласа и устойчивого распределения.

Рассматриваются применение математических методов и моделей корреляционно-регрессионного анализа, линейного и динамического программирования, сетевого планирования и управления, прогнозирования и оценки инвестиционной привлекательности проектов, моделирование стратегического развития предприятия на основе SWOT-анализа, выбор стратегии финансирования проектов в решении задач предпринимательской деятельности. Предлагаемые задачи и построенные для их решения экономико-математические модели позволят будущим профессионалам получить более глубокое представление о своей специальности и помогут эффективно применять полученные знания на практике.

Рассматриваются теоретические аспекты принятия решений продюсером, показывается их практическая реализация в конкретных задачах, позволяющих реально представить сложные управленческие процессы. Учебное пособие содержит два раздела. В первом разделе излагаются теория и практика решения задач по основам продюсерства и менеджмента. Второй раздел посвящен экономическому моделированию управленческих решений в кинобизнесе. Рассматриваются как общие положения, связанные с экономико-математическим моделированием, так и различные по своему назначению и содержанию модели: аналитические, оптимизационные, статистические.

В учебнике освещаются различные аспекты технологии принятия решений. Дается комплексное изложение основных положений теории и практики принятия решений. Показаны роль и место управленческих решений в условиях научно-технического прогресса и рыночной экономики, классификация решений и стратегии их формирования, методы и модели разработки, целевая ориентация в условиях неопределнности и риска при выборе решений, влияние управленческих решений на функционирование, сохранение и развитие производственных систем.

Данное пособие предназначено для самостоятельного развития навыков дифференцирования функций нескольких переменных у студентов младших курсов естественных факультетов. Как показывает практика, с одной стороны, лишь самостоятельные выкладки могут обеспечить овладение студентом техникой аналитических расчётов, а с другой стороны — вряд ли имеет смысл рассчитывать на самостоятельность выполнения задания, содержащего всего лишь несколько вариантов на студенческую группу. Поэтому возникает потребность в (возможно, домашней) контрольной работе, которая давалась бы каждому студенту группы индивидуально.

Настоящая методическая разработка не заменяет учебник, но позволяет углубить понимание предела последовательности и предела функции. В работе приведены только основные определения и теоремы, без которых нельзя приступить к решению задач. Задачи можно условно разделить на два типа: это задачи теоретические, направленные на понимание теории, и задачи вычислительные. В задачах на вычисление предела приведены основные типовые приемы вычислений, комбинируя которые и проявляя творчество можно будет приступать и к более серьезным задачам.

Практикум содержит задачи для аудиторной и самостоятельной работы студентов по разделам математических дисциплин: линейная алгебра и аналитическая геометрия, математический анализ.

Задачи подземной гидромеханики, в которых рассматривается движение флюидов в порах и трещинах горных пород, представляют интерес в связи с эксплуатацией нефтяных месторождений, а также в случае длительных откачек жидкости с целью водоснабжения населения или осушения территорий перед строительством. Одним из параметров, определяющих напряженно-деформированное состояние флюидонасыщенных массивов пород, является коэффициент передачи порового давления на скелет породы, показывающий, какая часть порового давления передается на породу. В работе развит теоретический способ определения этого коэффициента методом осреднения. Метод продемонстрирован с использованием конечно-элементной реализации. Проанализирована зависимость этого параметра от пористости грунта, формы пор, упругих свойств породы.

Рассматривается непараметрическая оценка решающей функции в двуальтернативной задаче распознавания образов. При её синтезе используются принцип декомпозиции обучающей выборки и анализ вероятностных характеристик получаемых множеств случайных величин. На этой основе разработана методика построения доверительных границ для байесовского уравнения разделяющей поверхности. Эффективность методики подтверждается результатами вычислительных экспериментов.

Рассматривается проблема обучения творческой деятельности — планомерное решение творческих задач, основанное на методологических знаниях, исходя из того, что метод решения задач соответствует взаимосвязям между категориями методологических знаний. Приводятся четыре типа методологических знаний: структура деятельности, математические модели, логические отношения, структура языков программирования. С позиций деятельностного подхода механизмы творческой деятельности представлены как система определенных действий и приемов. Дается конкретная методика «переноса» взаимосвязей на творческую задачу с установлением ранее неизвестных взаимосвязей между искомым способом ее решения и известными составными частями — условием и требованием. Третье издание (предыдущие издания — ЮНИТИ, 2003, 2007) дополнено новой главой «Рекомендации к построению занятий по курсу «Психология творческой деятельности».

В учебном пособии рассмотрены основные понятия и методы теории погрешностей измерений, численные методы анализа математических моделей, численное интегрирование, численные методы решения задачи Коши для обыкновенных дифференциальных уравнений, интерполяция функций, аппроксимация функций методом наименьших квадратов, классические методы математического программирования.

Метод Фурье на коммутативных группах давно применяется во многих областях математики, физики и технических наук. В настоящее время растет применение этого метода и для некоммутативных групп: в частности, в области анализа ранжированной информации, при разработке методов помехоустойчивого кодирования, в теории и практике сетей передачи данных, при анализе изображений, в задаче дифракции на телах с некоммутативной группой симметрий. Особый интерес представляет разработка быстрого преобразования Фурье, позволяющего значительно ускорить решение практически важных задач. Но по сравнению с коммутативным случаем построение быстрого преобразования Фурье для некоммутативных групп существенно затрудняется из-за сложного строения дуальных объектов групп, в терминах которых это преобразование конструируется. Разработка эффективных алгоритмов быстрого преобразования Фурье и алгоритмов, оптимизированных под различные компьютерные архитектуры, для некоммутативных групп интенсивно ведется и в настоящее время. В данной статье исследуется метод Фурье решения сверточных уравнений на диэдральных группах Dm. Построено быстрое преобразование Фурье на диэдральных группах на основе редукции к быстрому преобразованию Фурье на циклических группах, получены явные численные формулы для прямого и обратного преобразований. На основе доказанных формул разработан эффективный алгоритм решения сверточных уравнений на диэдральных группах со сложностью O(mlogm), где m – порядок максимальной циклической подгруппы диэдральной группы. Полученные теоретические результаты позволили на основе использования языка программирования C# разработать программную реализацию численного метода решения сверточных уравнений на произвольной группе Dm. В заключение приведены результаты численных экспериментов.

В учебном пособии рассмотрены численные методы анализа математических моделей, численное интегрирование, численные методы решения задачи Коши для обыкновенных дифференциальных уравнений, интерполяция функций, аппроксимация функций методом наименьших квадратов, классические методы математического программирования.

Учебник содержит описание современных математических методов, применяемых при исследованиях в области экономики и юриспруденции. Он разработан в соответствии с программой дисциплины «Применение математических методов при проведении диссертационных исследований», преподаваемой аспирантам Российской таможенной академии, обучающимся по программе дополнительного профессионального образования «Преподаватель высшей школы».

Постановка проблемы: в ряде прикладных задач, таких как задачи прогнозирования, выбора, назначения и рас- пределения, диагностики и многоагентного управления и др., иногда возникает проблема построения оптимального взаимодействия между агентами. Цель: построение нового алгоритма решения для теоретико-игровой модели мно- гоагентного взаимодействия конкурентного типа с использованием парето-оптимальности и компромиссного мно- жества, который позволит обрабатывать данные (проводить анализ данных) большого количества участников в каж- дом проекте с помощью построения несложного программного обеспечения. Результаты: построен алгоритм реше- ния статической конкурентной модели принятия решений, заключающийся в поиске парето-оптимального решения в бескоалиционных играх и компромиссного проекта. Статическая конкурентная модель принятия решений форма- лизуется в виде множества различных между собой бескоалиционных игр, каждая из которых задана для некоторо- го проекта. Для каждого проекта в качестве стратегий игроков выступают положительное и отрицательное решение по соответствующему проекту. Доходы игроков определяются как значения функций выигрыша на множестве ситу- аций, образованных принятыми решениями игроков по соответствующим проектам. Требуется решить каждую бес- коалиционную игру, а затем из множества полученных решений выделить компромиссное с помощью алгоритма нахождения компромиссного решения в целях выделения приоритетного проекта (одного или нескольких). Доказа- но существование решения статической конкурентной модели принятия решений, приведен численный пример ее реализации. Практическая значимость: предложенный алгоритм может быть рекомендован к использованию для экспертов как инструмент для уточнения или подтверждения оптимальности предполагаемого решения по участию в том или ином проекте.

Данный цикл лабораторных работ включает в себя шесть работ, направленных на освоение пакета расширения Simulink математической системы MATLAB. Цикл может использоваться на практических занятиях по дисциплинам «Информатика» при подготовке бакалавров телекоммуникационных направлений и направления «Фотоника и оптоинформатика», а также может быть полезен по изучению дисциплин «Вычислительная техника и информационные технологии», «Теория электрических цепей».

В монографии раскрываются научно-теоретические основы профессиональной подготовки студентов к математическому развитию детей дошкольного возраста. Анализируется современное состояние и изменения, происшедшие в теории и практике математического развития детей за последние десятилетия, рассматриваются структура и содержание готовности студентов к математическому развитию дошкольников, разработана авторская модель профессиональной подготовки студентов к математическому развитию детей

Это издание, несомненно, будет полезным для студентов, магистрантов, аспирантов, преподавателей и всех интересующихся историей математики. Книга может быть использована в качестве дополнительного материала по предмету «История математики».

Предлагаемое издание знакомит читателя с методикой практико-ориентированного обучения математике в школе. Вопросы обучения школьников практическим приложениям математики рассмотрены в историческом и современном контексте, проиллюстрированы примерами задач. Пособие подготовлено на кафедре элементарной математики и методики обучения математике МПГУ.

В учебном пособии представлены материалы по арифметике (четность, делимость), логике, простейшим алгоритмам, теории информации, наглядной геометрии и многое другое. Материалы пособия можно использовать для организации работы математических кружков, факультативов. Печатается по решению Ученого совета математического факультета Московского педагогического государственного университета.

Введение: диаграммы Юнга и таблицы Юнга являются важными комбинаторными объектами. Асимптотическая комбинаторика изучает асимптотическое поведение параметров комбинаторных объектов. Диаграммы Юнга пара- метризуют неприводимые представления симметрической группы. Поэтому комбинаторика диаграмм Юнга тесно свя- зана с асимптотической теорией представлений, которая изучает асимптотические свойства параметров неприводи- мых представлений классических групп. В 1981 г. А. М. Вершиком была поставлена задача о существовании предела нормализованных размерностей последовательности диаграмм Юнга с максимальными размерностями, которая до сих пор не решена. Цель исследования: построение последовательности диаграмм с большими и максимальными размерностями, соответствующих неприводимым представлениям симметрической группы. Методы: модификация жадного алгоритма построения последовательности диаграмм с большими размерностями, основанная на процедуре улучшения диаграммы на каждом уровне градуированного графа Юнга. Результаты: предлагаемый алгоритм позволяет получить все известные на данный момент диаграммы с максимальными размерностями, а также улучшить оценки на максимальные размерности в случаях, когда их точные значения неизвестны.

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре уравнений в частных производных и теории вероятностей математического факультета Воронежского государственного университета.

Предложен эффективный метод аналитико-численного решения неосесимметричной краевой задачи теории упругости для многосвязного тела в виде цилиндра с N цилиндрическими полостями. Решение строится в виде суперпозиции точных базисных решений уравнения Ламе для цилиндра в системах координат, отнесенных к центрам граничных поверхностей тела. Граничные условия задачи удовлетво- ряются точно при помощи аппарата обобщенного метода Фурье. В результате исходная задача сводится к бесконечной системе линейных алгебраических уравнений, оператор которой является фредгольмовым в гильбертовом пространстве l2 . Разрешающая система решается численно методом редукции. Иссле- дована практическая скорость сходимости метода редукции. Проведен численный анализ напряжений в зонах их наибольшей концентрации. Достоверность результатов подтверждается сравнением их для двух случаев: цилиндра с шестнадцатью и с четырьмя цилиндрическими полостями.

В работе предлагается использовать численное решение стохастических дифференциальных урав- нений (СДУ) для нахождения оценок решений краевых задач для линейных параболических уравнений с разрывными коэффициентами. В качестве приближения обобщенного решения рассматриваемой кра- евой задачи берется решение краевой задачи со сглаженными коэффициентами. Приведены результаты расчетов для теплозащитного покрытия, содержащего композиционный материал с сотовым заполните- лем.

Известны условия обращения и вид обратного оператора к двумерным усеченным операторам сверт- ки на множествах с пологими границами. Наличие угловых точек существенно усложняет эту задачу. В данной работе рассматриваются уравнения с многомерными операторами свертки на многогранниках. Для них предложен приближенный метод решения и получены оценки для погрешностей. Также иссле- дована возможность приближения решения указанных уравнений с помощью многомерных циклических матриц.

В пособии дается краткое описание методики освоения программных продуктов MATLAB и SIMULINK. Основные разделы пособия содержат контрольные задания для самостоятельной работы студентов.

Библиографический указатель посвящен Владимиру Викторовичу Скворцову – доктору технических наук, профессору, Заслуженному работнику Высшей школы РФ. В издание включены: сведения о научной, педагогической, общественной деятельности, указатель научных печатных работ за 1959-2011 гг., расположенный в хронологическом порядке по годам издания, в пределах каждого года – в алфавитном порядке.

Изложены основные подходы к построению математических моделей и этапы математического моделирования. Подробно рассмотрены математические модели структуры потоков в химических аппаратах, тепло- и массообмена, а также кинетики химических реакций. В качестве примера приведено построение моделей химического реактора. Изложен вероятностный подход к математическому моделированию, рассмотрены различные уравнения регрессии, а также методы планирования эксперимента. Большинство теоретических вопросов сопровождается решением конкретных примеров с использованием современных средств.

Изложены основные подходы к построению математических моделей и этапы математического моделирования. Подробно рассмотрены математические модели структуры потоков в химических аппаратах, тепло- и массообмена, а также кинетики химических реакций. В качестве примера приведено построение моделей химического реактора. Изложен вероятностный подход к математическому моделированию, рассмотрены различные уравнения регрессии, а также методы планирования эксперимента. Большинство теоретических вопросов сопровождается решением конкретных примеров с использованием современных средств.

Основная цель работы - подготовить студентов к тестированию по курсу высшей математики. Содержит теоретические сведения, задачи с решениями, 30 вариантов индивидуальных заданий с ответами.

Книга посвящена применению философии в образовании, науке, технике. Компактность образования основана на применении специальных информационных операторов, единых для любых областей знания. Внутренняя структура этих операторов представлена единством математики, физики и прикладной философии для единого образовательного курса, направленного на инженерную деятельность. Рассмотрены методы поиска новых задач в науке, образовании, технике. В методах творчества сочетаются приемы технического творчества, системные операторы, включающие элементы математики, физики и прикладной философии, а также непосредственный комплекс прикладной философии объекта для преодоления противоречий. Рассмотрены математические парадоксы, физические парадоксы, парадоксы прикладной философии в механике. Кратко изложены результаты решения нового класса задач математики и физики — взаимосвязанных нелинейных задач механики. На основе бифуркационной логики анализируются основания классической математики. Единая физика механики рассматривается как единство взаимосвязанных нелинейных задач колебаний, устойчивости, прочности и удара (на основе винтового деформированного движения). Единая физика механики предложена в качестве гена природы, рассматривающая в единстве гипотезы: Большого взрыва, теории света, квантовой механики, элементов полевой структуры эфира. Качественная модель единой физики природы основана на обосновании только известных экспериментальных явлений. Данная книга заканчивает основной цикл работ автора по интеграционной механике, которая показала, что природа описывается не простейшими математическими зависимостями, а сложными нелинейными взаимосвязанными задачами, лежащими в искусственно созданной области нерешаемых задач.

Книга является одним из первых полных и систематических руководств по интенсивно развивающейся области науки, связанной с классическими и квантовыми динамическими системами, а также квантовым хаосом. Изложение начинается с обсуждения нелинейного резонанса, интегрируемости, теоремы Нетер, КАМ-теории и определения хаотического поведения. Затем подробно рассматриваются отображения, сохраняющие площадь, особое внимание при этом уделяется самоподобию, интегрируемым и неинтегрируемым квантовым системам, спектральным свойствам, интегралам по траектории и системам с периодической вынуждающей силой. В заключительной части показано, как эти идеи могут применяться к стохастическим системам. Для лучшего понимания текста в приложениях приводятся все необходимые математические сведения. Монография содержит многочисленные ссылки на современные научные публикации; в конце каждой главы представлены задачи, которые помогут лучше усвоить изложенные основные концепции и методы.

Предпринята попытка создания метагидродинамики как фундаментальной науки. Рассмотрены законы эволюции науки, аксиоматика, проблематика, свершившиеся и несвершившиеся научные революции. Выделены три парадигмы в гидродинамике, в качестве которых выбраны основные математические модели: Эйлера, Навье – Стокса, Рейнольдса. Проанализированы принципы построения физических и математических моделей, теория и классификация вихрей, основные понятия вычислительной гидродинамики, прогностика и диагностика. Обсуждается назначение эксперимента и проблематика, систематизированы опыты в ванной. Систематизированы многочисленные задачи асимптотологии. В приложении приведена элементарная теория возмущений.

В книге собраны основные математические и естественно-научные работы периода 1905-1912 г. Одно из важных мест занимают его доклады на математических конгрессах и геттинские лекции. Большинство работ ранее на русский язык не переводились.

Книга посвящена теории и численным методам гарантированного оценивания и аппроксимации множеств. Техника и математический аппарат интервального анализа строго обобщаются на процедуры работы с множествами. Впервые в монографической литературе детально рассматривается приложение разработанных методов к решению систем нелинейных уравнений и неравенств, задачам оптимизации, оценивания параметров и состояний, робастного управления и робототехники. Приводится подборка примеров и упражнений.

Исследуются задачи оптимального восстановления функций, линейных функционалов и операторов, теория гауссовых формул восстановления на различных чебышевских системах. Освещаются результаты исследований последнего времени, имеющие в том или ином смысле окончательный характер. Особое внимание уделяется методам исследований, которые могут быть использованы в решении ряда других задач.

В математике можно выделить два направления: одно изучает непрерывные объекты, другое – дискретные. Часто к изучению одного и того же явления можно подойти с разных точек зрения. Производящие функции, изучению которых посвящено данное учебное пособие, являются примером плодотворной связи между дискретными и непрерывными объектами. Метод производящих функций особенно продуктивен при решении рекуррентных соотношений и комбинаторных задач.

Кратко представлены основные составляющие современных криптографических систем: симметричные алгоритмы шифрования, асимметричные алгоритмы шифрования, функции хэширования. Основной упор сделан на рассмотрение практической возможности применения существующих способов анализа современных криптосистем с целью оценки их криптографической стойкости. В работе рассмотрен целый ряд параллельных алгоритмов, основанных на различных методах анализа. В качестве примеров приведены способы реализации разработанных алгоритмов с использованием двух наиболее распространенных технологий: с использованием интерфейса передачи данных MPI для организации распределенных многопроцессорных вычислений и технологии CUDA, основанной на использовании графических вычислений. Книга снабжена множеством наглядных примеров и иллюстраций. Впервые описаны подходы к разработке параллельных алгоритмов, ориентированных на программную реализацию, и предназначенных для решения задач в области информационной безопасности.