ریاضی مهندسی از دروس مشترک اکثر رشته های فنی مهندسی است وشامل دو بخش کلی میشود. در بخش اول با عنوان آنالیز فوریه به بررسی سری فوریه ، انتگرال فوریه و تبدیلات فوریه و در بخش دوم به بررسی توابع مختلط می پردازد.

این سرفصل برای تمام رشته های فنی و مهندسی (کارشناسی پیوسته) یکسان است.

تعداد واحد: ۳

نوع واحد: نظری

پیشنیاز: ریاضی عمومی ۲ و معادلات دیفرانسیل

سری فوریه و انتگرال آن و تبدیل فوریه: تعریف سری فوریه، فرمول اولر، بسط در نیم دامنه، نوسانات واداشته، انتگرال فوریه.
معادلات با مشتقات جزئی: نخ مرتعش، معادله موج یک متغیره، روش تفکیک متغیرها، جواب دالامبر برای معادله موج، معادله انتشار گرما، موج، معادله موج دو متغیره، معادله لاپلاس در مختصات دکارتی و کروی و قطبی، معادلات بیضوی، پارابولیک و هایپربولیک، موارد استعمال تبدیل لاپلاس در حل معادلات با مشتقات جزئی، حل معادلات مشتق جزئی با استفاده از انتگرال فوریه.
توابع تحلیلی و نگاشت کانفرمال و انتگرالهای مختلط: حد و پیوستگی، مشتق توابع مختلف، توابع نمایی، مثلثاتی، هذلولی و لگاریتمی، مثلثاتی معکوس و نمایی با نمای مختلط، نگاشت کانفرمال، نگاشت (W=z+b، W=(az+b)/(cz+d.
انتگرال خط در صفحه مختلط، قضیه انتگرال کوشی، محاسبه انتگرال خط بوسیله انتگرالهای نامعین، فرمول کوشی، بسطهای تیلر و ماکلورن، انتگرالگیری به روش مانده ها، قضیه مانده ها، محاسبه برخی انتگرالهای حقیقی.

در ابتدا، آنالیز فوریه (سری فوریه، انتگرال فوریه و تبدیل فوریه) بیان خواهد شد که هدف از آن، بیان سیگنال های متناوب و غیرمتناوب بر حسب سینوس و کسینوس است.

دلیل این کار این است که کار با توابع سینوس و کسینوس در علوم مهندسی خیلی راحت تر است. در نتیجه، به راحتی می توان سیستم های پیچیده را تحلیل نمود. سپس به معادلات با مشتقات جزئی (PDE) پرداخته می شود یعنی معادلات دیفرانسیلی که دارای دو متغیر مستقل (مانند زمان و مکان) هستند و مشتقات هر دو متغیر مستقل در معادله دیفرانسیل وجود دارد. حل معادله موج تک بعدی و دوبعدی، حل معادله گرمای متناهی و نامتناهی، حل معادله لاپلاس در مختصات های کارتزین، قطبی، استوانه ای و کروی مباحث اصلی درس دوم خواهند بود.

علاوه بر این، استخراج معادلات PDE با داشتن جواب کلی، جواب دالامبر معادله موج، حل معادلات PDE به کمک تبدیل لاپلاس و تبدیل فوریه، همگن سازی شرایط مرزی و معادلات PDE توضیح داده خواهد شد. و اعداد مختلط و جبر اعداد مختلط بیان خواهد شد. سپس توابع مختلط و ویژگی های آن ها یعنی حد، مشتق پذیری و تحلیلی بودن ارائه خواهد شد. در انتها نیز، به مبحث خیلی مهم نگاشت توابع مختلط پرداخته می شود.

در نهایت، انتگرال گیری مختلط، که روش مستقیم انتگرال گیری به کمک پارامتریزه کردن مسیر بحث می شود. سپس فرمول های انتگرال گیری کوشی بیان خواهد شد. سری های توانی، تیلور، مک لورن و لوران نیز توضیح داده خواهد شد در انتها نیز، به موضوع مهم انتگرال گیری به روش مانده ها خواهیم پرداخت.

اهمیت یادگیری ریاضی مهندسی 

بدون هیچ گونه تردیدی، ریاضیات مهندسی جز جدایی ناپذیر تمام علوم مهندسی است که بدون آن امکان حل اغلب مسائل مهندسی وجود ندارد. برای مثال در رشته مهندسی برق، برای بررسی نحوه پخش ولتاژ الکتریکی در داخل اجسام رسانا و یا در مهندسی مکانیک برای تحلیل ارتعاشات یک صفحه مستطیلی، از معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزئی استفاده می شود که این موضوع به صورت دقیق در ریاضیات مهندسی آموزش داده می شود.

علاوه بر رشته های مهندسی، رشته های علوم محض نیز از ریاضیات مهندسی بهره می برند. برای مثال، برای حل انتگرال های خیلی پیچیده از آنالیز توابع مختلط استفاده می شود که این موضوع نیز در ریاضیات مهندسی به صورت کامل تدریس می‌شود. از طرفی، با وجود پیچیدگی مطالب، این درس همواره جذاب بوده و دانشجویان خیلی سریع به آن علاقه مند می شوند.

ما در آکادمی آنلاین قاسمی این امکان را فراهم نموده ایم تا با سبکی کاملا متفاوت و اصولی شما را از آغاز تا پایان دوره ریاضی مهندسی همراهی کنیم و موفقیت شما را در این درس شاهد باشیم.