Főiskolai/Egyetemi  témakörök

Lineáris algebra és
Vektoralgebra

1. Vektorok

  • A vektorokról általában: vektor fogalma, vektortípusok, sor- és oszlopvektorok, vektorok
  • Lineáris kombináció és lineáris függetlenség 
  • Vektorok két-, három- és n dimenziós lineáris terekben, vektorok megadási módjai
  • Műveletek vektorokkal: összeg, különbség, skaláris szorzás, vektorok hossza,

2. Mátrixok

  • Mátrixok típusai és tulajdonságai
  • Műveletek mátrixokkal
  • Determináns fogalma és tulajdonságai
  • Determinánsok kiszámításának módjai
  • Mátrixok rangja, nyoma
  • Adjungált mátrix, mátrixok transzponáltja
  • Elemi bázistranszformáció
  • Inverz mátrix, meghatározásának módjai, 
    (adjungált módszerrel és elemi bázistranszformációval), invertálhatóság feltételei
  • Sajátérték, sajátvektor, sajátaltér meghatározása
  • Mátrixok diagonizálása és diagonizálhatósága
  • Mátrixok spektrálfelbontása és hatványozása

3. Lineáris egyenletrendszerek

  • Egyenletrendszerek alapmátrixa és kibővített mátrixa
  • Megoldhatóság vizsgálata: a megoldáshalmaz, az alapmátrix dimenziója és lineáris függetlensége közötti összefüggés, általános és partikuláris megoldások
  • Megoldási módszerek: Cramer-szabály, Gauss-Jordan-módszer, elemi bázistranszformáció, LU-felbontás

4. Vektoralgebra
(háromdimenziós lineáris terekben)

  • Vektorműveletek háromdimenziós lineáris terekben: összeg, különbség, skaláris szorzás, vektoriális szorzás és vegyes szorzás
  • Vektorműveletek alkalmazása térgeometriai feladatokon keresztül:
  • Vektorok forgatása 90°-kal és tetszőleges szögekkel
  • Az egyenes kanonikus- és paraméteres egyenletrendszere
  • A sík normálvektoros egyeneletének általános és kanonikus alakja, illetve paraméteres egyenletrendszere
  • Alakzatok kölcsönös helyzete a térben: két pont távolsága, pont és sík távolsága, pont és egyenes távolsága, két sík metszésvonala, két egyenes metszéspontja, egyenes és sík döféspontja
  • Terület-, térfogat- és szögfeladatok: két vektor által bezárt szög, egyenes és sík hajlásszöge, háromszög szögei, területe, kerülete, nevezetes pontjai a térben (súlypont, felezőpont, nevezetes vonalak egyenletei, stb...), paralelogramma területe, kerülete, átlói, tetraéder és paralelepipedon térfogata

Egyváltozós valós függvények analízise

1. Sorozatok

  • Sorozatok fogalma
  • Sorozatok típusai
  • Sorozatok tulajdonságai és jellemzői: monotonitás, korlátosság
  • Sorozatok határértéke, nevezetes határértékek
  • Sorozatok konvergenciája

2. Differenciálszámítás

  • Függvények határértéke és folytonossága
  • Bevezetés a differenciálszámításba: a differencia- és a differenciálhányados fogalma, differenciálhatóság
  • Deriválási szabályok és azok alkalmazása a differenciálhányados függvény (deriváltak) meghatározásához
  • Függvények határértékei határozatlan alakú határértékek esetében (L'Hopital-szabály)
  • Érintő egyenes egyenlete és lineáris approximáció
  • Érintési paraméterek, görbület és a simulókör egyenlete adott függvény egy adott pontjában
  • Függvényelemzés differenciálszámítás alkalmazásával: szélsőérték, monotonitás, inflexiós pont és konvexitás
  • Teljes függvényvizsgálat az analízis módszereivel
  • Szöveges szélsőérték feladatok megoldása
  • Nemlineáris közelítések: MacLaurin- és Taylor polinomok
  • A differenciálszámítás fizikai alkalmazásai

3. Integrálszámítás

  • A primitív függvény fogalma
  • Az integrálszámítás tulajdonságai és szabályai
  • Határozott integrálok (Newton-Leibniz formula) és geometriai jelentése
  • Improprius integrálok
  • Az integrálszámítás matematikai alkalmazásai: két függvény görbéi által közrezárt véges síkrész területe, forgástestek felszíne és térfogata, ívhossz, stb...
  • Az integrálszámítás fizikai alkalmazásai: homogén síklemez súlypontja, másodrendű (inercia) nyomaték, stb...

4. Közönséges differenciálegyenletek

  • Differenciálegyenletek fogalma és osztályozása
  • Elsőrendű lineáris homogén D.E. (szeparábilis)
  • Elsőrendű lineáris inhomogén D.E.
  • Szeparábilisra visszavezethető, homogén fokszámú D.E.
  • Másodrendű lineáris konstans együtthatós homogén D.E
  • A differenciálegyenletek fizikai alkalmazásai
  • Általános és partikuláris megoldások,
    kezdeti érték problémák

Többváltozós valós analízis

1. Differenciálszámítás
(R²→R, R³→R skalármezők)

  • Többváltozós függvények határértéke
  • Szintvonalak és paramétervonalak egyenletei
  • Bevezetés a többváltozós függvények differenciálszámításába: a parciális deriváltak fogalma
  • Gradiens vektor és az iránymenti derivált
  • Érintősík egyenlete és lineáris approximáció
  • Függvények szélsőérték vizsgálata: Hesse-féle mátrix és definitsége, lokális minimum/maximum, nyeregpontok
  • Szöveges szélsőérték feladatok megoldása

2. Integrálszámítás
(R²→R, R³→R skalármezők)

  • A többváltozós integrálszámítás tulajdonságai és szabályai
  • Határozott integrálok normál- és téglalap tartományon (Newton-Leibniz formula) és geometriai jelentése háromdimenziós térben

3. Vektoranalízis
(Rᵐ →Rⁿ , vektormezők)

  • Jakobi-mátrix
  • Vektormezők divergenciája (forrásosság vizsgálat)
  • Vektormezők rotációja (örvényesség vizsgálat)