Математика

Рассмотрены: виды проецирования, ортогональные системы двух и трех плоскостей проекции, способы задания геометрических объектов на них, методы преобразования проекций, поверхностей, позиционные и метрические задачи, примеры применения методов начертательной геометрии при проектировании рабочих органов сельскохозяйственных машин.

Журнал «Наука Юга России» освещает результаты фундаментальных научных исследований, проводимых на Юге России, по приоритетным научным направлениям РАН. В журнале публикуются статьи, включая краткие сообщения, по следующим разделам: математика и механика, физика, информационные технологии, химия, биология, науки о Земле, медицина, политология. До 2015 года журнал назывался Вестник Южного научного центра РАН

Изложены основы теории вероятностей, математической статистики и теории надежности, которые применяются при решении задач по оценке и обеспечению надежности сооружений систем водоснабжения. Приведены примеры оценки надежности сооружений систем водоснабжения.

Изложен курс дисциплины «Надежность машин и механизмов». Показано, как с помощью методов теории надежности можно решать вопросы обеспечения надежности строительных машин, оборудования и механизмов на разных этапах (проектирования, производства и эксплуатации) жизненного цикла машин и механизмов; раскрыты математические, инженерные, организационные и управленческие аспекты надежности машин. В необходимых случаях приведены примеры решения задач.

Как родился наш Мир и каково его будущее? Есть ли иные миры и иные измерения? Что такое жизнь и разум и как они возникли на нашей планете? Можно ли создать искусственный интеллект и к чему приведет его создание? Какие тайны хранит в себе гидросфера Земли? Какая связь между солнечными пятнами и ионосферными бурями? Как телепортировать информацию и сделать квантовый дешифратор? Автор книги, О.О. Фейгин, академик Украинской АН, блестящий популяризатор науки, рассматривает эти и подобные вопросы через призму последних достижений в астрономии, физике, химии и биологии. При этом обсуждаются новости с самого переднего края естествознания, в том числе теория струн, темная материя и происхождение жизни.

В настоящем издании дается развернутое введение в проблемы нечеткого и нейронечеткого моделирования применительно к задаче управления системами. Материал основан на новейших результатах в данной области и иллюстрируется многочисленными примерами.

Основы теории вероятностей и математической статистики излагаются в форме примеров и задач с решениями. Книга также знакомит читателя с прикладными статистическими методами. Для понимания материала достаточно знания начал математического анализа. Включено большое количество рисунков, контрольных вопросов и числовых примеров.

Диагональное преобладание в матрице является простым условием, обеспечивающим ее невырожденность. Свойства матриц, которые обобщают понятие диагонального преобладания, всегда очень востребованы. Они рассматриваются как условия типа диагонального преобладания и помогают определять подклассы матриц (типа H-матриц), которые при этих условиях остаются невырожденными. В данной работе строятся новые классы невырожденных матриц, которые сохраняют преимущества диагонального преобладания, но остаются вне класса H-матриц. Эти свойства особенно удобны, поскольку многие приложения приводят к матрицам из этого класса, и теория невырожденности матриц, которые не являются Н-матрицами, теперь может быть расширена.

Доказано, что всякий простой (g, t) -модуль конечного типа голономен. Всякому простому g-модулю M соответствуют инварианты, отражающие направления его роста. Также доказывается, что для фиксированной пары (g, t) набор возможных значений для упомянутых инвариантов конечен.

В работе изучаются гомоморфизмы топологических абелевых n-арных полугрупп с сокращениями в группу по умножению всех комплексных чисел по модулю равных 1. Такие отображения называются характерами. Множество всех непрерывных характеров топологической n-арной полугруппы X обозначаем ˆX . Относительно поточечного умножения характеров множество ˆX является бинарной группой. В качестве предварительного результата показано, что абелеву n-арную полугруппу с сокращениями X можно рассматривать в качестве n-арной подполугруппы n-арной группы G, которую по аналогии с бинарным случаем можно назвать n-арной группой частных абелевой n-арной полугруппы с сокращениями. В теореме 1 показано, что каждый характер абелевой n-арной полугруппы естественным образом продолжается до характера на n-арную группу ее частных. Группа ˆX наделяется топологией равномерной сходимости на компактных множествах. В теореме 2 устанавливается, что эта топология согласована с групповой структурой, т. е. ˆX становится топологической бинарной группой. В теореме 3 найдены условия, при которых группа ˆX алгебраически и топологически изоморфна группе ˆG . Группу непрерывных характеров бинарной группы ˆX обозначаем символом ˆˆX . По аналогии с бинарным случаем рассматривается естественное отображение p из X в ˆˆX , которое для каждого x из X соотносит характер ( ) x p группы ˆX в соответствии с формулой ( )( ) ( ) x x p χ = χ ( ) ˆX χ∈ . В теореме 4 устанавливается, что если на топологической абелевой n-арной полугруппе с сокращениями X существует ненулевая инвариантная борелевская мера, то отображение p непрерывно и инъективно, X обладает непустым открытым множеством U таким, что сужение p на U является гомеоморфизмом U на открытое подмножество ( ) U p группы ˆˆX .

Учебное издание содержит теоретические указания к выполнению лабораторных занятий, задачи для работы на лабораторных занятиях и индивидуальные задания для самостоятельной работы.

В статье изучается геометрия G-пространства Буземана конического типа, т. е. такого G-пространства X неположительной кривизны, касательный конус K X которого изометричен самому пространству. Геодезические пространства этого класса обладают рядом важных геометрических свойств. Наиболее существенно то, что в этом случае на X действует группа H положительных гомотетий h с центром p. G-пространства конического типа ранее использовались П.Д. Андреевым для доказательства гипотезы Буземана, утверждающей, что всякое G-пространство неположительной кривизны является топологическим многообразием. Основной результат статьи - теорема, утверждающая, что любые два произвольных луча с началом p в пространстве X содержатся в некоторой нормированной плоскости. Здесь под нормированной плоскостью в геодезическом пространстве X понимается выпуклое подмножество, изометричное аффинной плоскости, оснащенной строго выпуклой нормой. Доказательство теоремы опирается на тот факт, что выпуклая оболочка двух не дополнительных друг к другу лучей с общим началом в вершине p есть угол, полученный объединением образов фиксированного отрезка с концами на этих лучах под действием гомотетий вида h, k > 0. Доказанная теорема порождает некоторые дополнительные проблемы. В первую очередь, возникает вопрос, не имеет ли произвольное G-пространство конического типа структуру нормированного пространства в целом? Если ответ на этот вопрос положителен, то появляется новый взгляд на G-пространства неположительной кривизны как на почти финслеровы многообразия. В этом случае единственным отличием G-пространств от финслеровых многообразий будет возможное отсутствие гладкости норм в касательных пространствах.

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре математических методов исследования операций факультета прикладной математики, информатики и механики Воронежского государственного университета.

В данной работе представлено вариантное задание самостоятельной работы по разделу начертательной геометрии «Точка, прямая, плоскость» и даны рекомендации по ее графическому выполнению на примере решения комплексной задачи.

В пособии приводится теоретическое изложение существа способов преобразования ортогонального чертежа, представлены примеры решения метрических и позиционных задач с методическими указаниями по их выполнению, заданы условия задач для самостоятельного решения.

В учебном пособии приводятся теоретические и методические материалы по начертательной геометрии, необходимые для построения полных и метрических определенных изображений на проекционном чертеже. Представлены задачи для самостоятельного решения студентами. Теоретический материал изложен с использованием системы укрупненных дидактических единиц.

Задача минимизации невыпуклой функции на шаре сводится к последовательности задач миними- зации выпуклых ее мажорант на шаре. Для построения мажорант используются представление целевой функции в виде разности выпуклых квадратичных функций и результат решения задачи на предыдущем шаге. Представление целевой функции в виде разности выпуклых квадратичных функций базируется на модифицированной процедуре декомпозиции Холесского симметричной знакопеременной матрицы.

В данной статье рассматриваются: новый явный групповой метод типа переменных направлений (CRAGE), итерационный ньютоновский метод CRAGE для решения нелинейных сингулярных двухто- чечных краевых задач ull = f (r, u, ul ), 0 < r < 1, при заданных естественных граничных условиях u(0) = A1 , u(1) = A2 , где A1 и A2 - конечные постоянные, а также численный метод третьего порядка на геометрической сетке. Предлагаемый метод применим к сингулярным и несингулярным задачам. По- дробно обсуждается сходимость итерационного метода CRAGE. Результаты, полученные при помощи предложенного итерационного метода CRAGE, сравниваются с результатами соответствующих итера- ционных двухпараметрических явных групповых методов типа переменных направлений (TAGE) для демонстрации его вычислительной эффективности.

В работе исследуются проблемы численного анализа стохастических дифференциальных уравнений с осциллирующими траекториями решения. Для анализа численного решения предлагается использо- вать частотные характеристики, обобщающие интегральную кривую и фазовый портрет. Приводятся результаты численных экспериментов, проведённых на кластере НКС–30Т Сибирского суперкомпью- терного центра при ИВМиМГ СО РАН с использованием комплекса программ PARMONC.

Учебное пособие представляет собой курс лекций на английском языке по дисциплине "Начертательная геометрия"". Предназначено для иностранных студентов, обучающихся по направлению подготовки 131000,62 - Нефтегазовая промышленность"

Пособие содержит материалы для развития пространственного мышления, чтения и составления наглядных графических изображений. Рассмотрен метод замены плоскостей проекций для решения метрических задач. Представлены способы решения основных позиционных задач.

Как следует из названия, предлагаемая книга трех авторов посвящена теории управления космическими аппаратами в околоземном пространстве. Однако в действительности содержание монографии шире. Авторы последовательно излагают основы современной теории управления механическими системами, движение которых описывается обыкновенными дифференциальными уравнениями, правые части которых содержат управляющие функции. В первых главах приводятся необходимые сведения по небесной механике, без знания которых невозможно браться за задачу управления в космосе. Поскольку управление в космосе осуществляется с ограниченной точностью, далекой от так называемой астрономической точности, рассматривается нерелятивистская небесная механика. Теория применена к двум классам задач. В первом рассматривается управление ориентацией космического аппарата, движение центра масс которого предполагается известным. Во втором классе рассматривается управление движением космического аппарата как материальной точки с целью перевести его с одной орбиты на другую, отвечающую задачам, для решения которых запущен спутник.

В книге изложены результаты исследований нелинейных механических систем с дефицитом управляющих воздействий, представлена универсальная методика для оценки управляемости и устойчивости подобных систем. Приведены результаты имитационного моделирования целого ряда известных механических систем с дефицитом управляющих воздействий.

Учебное пособие является руководством к решению задач по разделам дисциплины «Начертательная геометрия». Содержит общие сведения, теоремы, свойства, примеры решения задач, контрольные вопросы и упражнения для самостоятельного решения. Основное назначение пособия – изучить примеры решения задач по начертательной геометрии, закрепить и углубить навыки их решения. Пособие разработано в соответствии с учебной программой по дисциплине «Начертательная геометрия и инженерная графика».

Рассмотрены результаты решения актуальной научно-технической проблемы создания динамических математических моделей сложных социальных и экономических систем, применимых для решения задач повышения эффективности управления. В рамках этой проблемы решалась фундаментальная задача разработки математической модели эволюционной динамики социальных систем, характеристики которых типичны для систем менеджмента качества вуза. В результате исследования разработана процедура генерации комбинированных моделей социально-экономических систем, предложен метод формирования многомерных ключевых показателей на основе теории нечетких множеств и сбалансированной системы показателей и целей. Разработаны модели эволюционного поля социально-экономических систем, а также комбинированные динамические модели принятия решений в социально-экономических системах. Созданы методы и комбинированные алгоритмы определения пространственно-временной корреляции. Разработаны методы и комбинированные алгоритмы анализа на основе теории катастроф. Проведено вычисление пространственно-временных корреляционных функций в форме мод Карунена-Лова и определены веса корреляций и структуры, оказывающие определяющее влияние на поведение образовательной организации. Разработан прототип информационно-аналитической системы поддержки системы менеджмента качества вуза. Предложены принципы и схема построения комбинированных моделей для исследования и управления сложными социально-экономическими системами.

В пособии рассматриваются примеры задач управления, не обладающих устойчивостью при ослаблении ограничений. В таких задачах основной интерес представляют решения «на грани фола», позволяющие существенно улучшить результаты, получаемые при точном соблюдении ограничений исходной задачи в классе обычных управлений. Основное внимание уделяется примерам задач о построении и исследовании областей достижимости управляемых систем. Допуская исчезающе малое ослабление ограничений, авторы приходят к асимптотическому аналогу упомянутых областей – к множеству притяжения. На примерах исследуются возможности описания данных множеств посредством расширений исходной задачи, связанных с применением обобщенных элементов (управлений). Данное издание рекомендовано при проведении спецкурсов по теории управления, а также при выполнении курсовых, квалификационных, дипломных работ и при подготовке магистерских диссертаций.

Пособие содержит теоретические сведения по разделам «Действительные (вещественные) числа» и «Числовые последовательности». Приводятся фундаментальные понятия и доказательство ряда классических теорем. Пособие содержит большой набор иллюстративных примеров и задач разного уровня сложности с подробными решениями.

Содержатся основные положения начертательной геометрии, на которых базируется решение некоторых метрических, позиционных задач и методика их решения. Предназначены для выполнения задания «Эпюр 2» для студентов, изучающих начертательную геометрию по укороченной программе.

Даны методические указания, задания, алгоритм решения задач, требования к оформлению заданий и примеры выполнения. Предназначены для студентов механических специальностей заочной формы обучения, изучающих дисциплину «Начертательная геометрия».

Рассмотрены основные уравнения газокинетической теории переноса нейтронов и методы их решения, положенные в основу математических моделей компьютерных программ нейтронно-физического расчета решетки реактора, а также некоторые особенности расчета решетки. Дано описание программы WIMS нейтронно-физического расчета решетки реактора, приведены примеры задания исходных данных.

Изложены основы теории накрытий дифференциальных уравнений, в рамках которой оказывается возможным корректное описание различных нелокальных явлений.

Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова проводит с 15 по 18 октября 2013 года в г. Ярославле международную конференцию «Нелинейная динамика и её приложения», посвященную 150-летию со дня рождения Поля Пенлеве. Данный сборник содержит тезисы докладов, представленных на конференцию. Тезисы докладов публикуются в авторской редакции. Конференция проводится при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 13-01-06090 г и гранта Правительства РФ по постановлению №220, договор № 11.G34.31.0053.

Гиперсингулярные интегралы в настоящее время находят все большие области применения – аэродинамика, теория упругости, электродинамика и геофизика. При этом их вычисление в аналитическом виде возможно лишь в весьма частных случаях. Поэтому приближенные методы вычисления гиперсингулярных интегралов являются актуальной задачей вычислительной математики. Этой задаче посвящено много работ. В частности, И. В. Бойковым и Ю. Ф. Захаровой опубликованы циклы работ по построению оптимальных методов вычисления гиперсингулярных интегралов. В 1975 г. в докладах АН СССР (т. 221, № 1) опубликована статья К. И. Бабенко, в которой он сообщил об открытии им принципиально новых – ненасыщаемых численных методах. Отличительной особенностью последних является способность автоматически подстраиваться под классы корректности решений рассматриваемых задач. Анализ известных квадратурных и кубатурных формул вычисления гиперсингулярных интегралов показал, что они являются насыщаемыми. Поэтому является актуальной задача построения ненасыщаемых алгоритмов вычисления гиперсингулярных и полигиперсингулярных интегралов. Этой задаче посвящена данная работа.

Цель работы: изучение математической модели распространения поверхностных электромагнитных ТЕ-волн в плоском неоднородном диэлектрическом волноводе, заполненном средой с нелинейностью, выраженной законом Керра. Материал и методы исследования: проблема сводится к исследованию нелинейного интегрального уравнения с ядром в виде функции Грина. Существование решений интегрального уравнения доказано с помощью метода сжимающих отображений. Для численного решения задачи предложены два метода: итерационный алгоритм (доказана его сходимость), а также метод, основанный на решении вспомогательной задачи Коши (метод пристрелки). Результаты: доказано существование корней дисперсионного уравнения - постоянных распространения волновода. Получены условия, когда могут распространятся k волны, указаны области локализации соответствующих постоянных распространения. Выводы: полученные результаты свидетельствуют о наличии волноводного режима распространения электромагнитных волн в нелинейной среде.

Рассматривается реализация булевых функций неветвящимися программами с оператором условной остановки. Предполагается, что функциональные операторы с вероятностью [эпсилон] ([эпсилон] (0, 1/2) ) подвержены инверсным неисправностям на выходах, а операторы условной остановки абсолютно надежны. Из полученных результатов о верхней оценке ненадежности неветвящихся программ следует, что почти все функции можно реализовать асимптотически оптимальными по надежности неветвящимися программами, функционирующими с ненадежностью, асимптотически равной [эпсилон] при [эпсилон] [стремящейся к] 0.

Рассматриваются вопросы, связанные с асимптотическим поведением решений неавтономной дискретной системы третьего порядка типа Лотки-Вольтерра. Данная система описывает течение инфекционного заболевания в разнородной группе людей, состоящей из трех популяций. На основе новых методов теории предельных уравнений и предельных функций Ляпунова получены условия асимптотической устойчивости, которые являются условиями полного выздоровления всех популяций. Представленная методика позволяет исследовать асимптотическую устойчивость систем Лотки-Вольтерра любой конечной разности. Рассмотрены дополнительные примеры, показывающие, что полученные на основе вырожденной функции Ляпунова условия асимптотической устойчивости являются не только достаточными, но и необходимыми с точки зрения классических условий устойчивости по линейному приближению.

Методами галилеевой геометрии решены некоторые системы второго порядка обыкновенных дифференциальных уравнений. Определены галилеевы кривизны евклидовых кривых и галилеевы квадратичные формы евклидовых поверхностей. Приведены примеры отыскания кривых и поверхностей по галилеевым кривизнам и коэффициентам галилеевых квадратичных форм соответственно. Указана галилеева связность для евклидовых поверхностей, позволяющая находить галилееву метрическую функцию евклидовой поверхности. Галилеевыми методами решена задача И. Ньютона - найдены траектории движения материальной точки двух и трех степеней свободы по заданному 2-мерному полю ускорений движения.

Описываются характеристики однородных и многостадийных расписаний, выделяется группа сильносвязанных расписаний и области их применения. Предлагается оригинальная нотация для генерации и обработки таких типов расписания. Описывается предметная область построения расписаний для компаний, сдающих автомобили в аренду, и на базе этого примера показывается применение основных элементов нотации. Приводятся данные об эффективности использования предложенной нотации, перспективах ее развития.

Рассматривается Таблица неопределенных интегралов от логарифмических функций.

Авторская характеристика современных математиков.

Дается определение неприводимого множества.

Книга Гельмута Морица, виднейшего учёного в области математики, физической геодезии и смежных наук, является ответом на современное положение философии среди естественных и инженерных наук и медицины, попыткой систематически изложить, на доступном для современной студенческой молодёжи уровне, философские аспекты специальных дисциплин, изучаемых в университетах и технических высших учебных заведениях в наше время. Содержание книги представлено в трёх основных частях: А. Человеческое восприятие и мышление, Б. Естествознание, В. Философия, а также в при- ложении, в котором автор устанавливает связь между научно-философскими воззрениями на природу и некоторыми богословскими концепциями, рассматривает положительную роль толерантности в жизни современного общества. Часть А посвящена краткому обзору устройства основного жизненного органа человека — мозга и его мыслительной функции, логико-математическим основам мышления и познания. В части Б автор излагает начала современной физики в сочетании с основами информатики и теории систем. В части В дан очерк античных и современных философских течений, рассмотрены модели Вселенной, соотношение материи и духа, законы природы. Положения основных частей книги подробно освещаются также в приложении на основе классической механики, логики и теории погрешностей. Особое место отведено рассмотрению теоремы Гёделя и её применений. Отдельный интерес может представить обширная библиография по всем рассмотренным проблемам.

В учебном пособии рассмотрены методики определения показателей надежности, физическая природа и причины возникновения отказов, их виды и классификация. Особое внимание уделено обеспечению надежности машин на стадии их проектирования, приведены методы поддержания надежности при изготовлении и эксплуатации машин.

Учебно - методическое пособие подготовлено на кафедре функционального анализа и операторных уравнений математического факультета Воронежского государственного университета.

Методические указания предназначены для рациональной организации самостоятельной работы студентов, при выполнении контрольной работы с целью развития навыков самостоятельного построения изображений: рисунков, эскизов, чертежей; включают в себя примеры выполнения заданий, варианты заданий контрольной работы, контрольные вопросы по заданиям.

В пособии описаны математические модели импульсного нейрона, нейронного клеточного автомата и обобщенного нейронного элемента. Исследованы нейронные сети различной архитектуры, состоящие из этих элементов. Подробно разобрана методика аналитических исследований и численных экспериментов, приведены их результаты.

В сборник включены научные статьи и обзоры некоторых исследований в области математики и информатики, выполненных на факультете информатики и вычислительной техники Ярославского государственного университета имени Павла Григорьевича Демидова. Достаточное разнообразие тем обзоров дает определенное представление о широте тематики научных исследований, которые ведутся на факультете.

"В методических указаниях приведено описание новой модели обобщенного нейронного элемента, исследование свойств данной модели, а также построение нейронной сети, состоящей из обобщенных нейронных элементов, и изучение феномена пачечной активности во фрагменте такой сети. Предназначены для студентов четвертого курса, обучающихся по специальности 010501 Прикладная математика и информатика (дисциплина ""Нейронные сети на основе импульсной модели нейрона"", к/в, блок ОПД), очной формы обучения. "

Представлен учебный материал по основным разделам курса начертательной геометрии, содержащий чертежи и примеры решения графических задач и предназначенный для глубокого самостоятельного освоения дисциплины.

В книге собраны статьи и эссе последнего десятилетия о науке и ее месте в современном обществе. Основное внимание уделено людям науки. Представлены работы, касающиеся жизни и творчества А.Д. Александрова, Л.В. Канторовича, Н.Н. Лузина, С.Л. Соболева, С. Маклейна, Л. Шварца и ряда др. ученых нашего времени. Часть места отведена классикам науки - Евклиду, Ньютону и Лйбницу. Несколько статей посвящены истории математики, проблемам преподавания в высшей школе и критике лженаук. Книга ориентирована на широкий круг читателей, интересующихся наукой и ее людьми.