Detta är
kurshemsidan för Fourieranalys MVE030 med F2 och Kf2, men även för
Fouriermetoder MVE290 för TM2, 7,5 hp, lp3 2013/14 Frånsett ett tillägg och en något mer omfattande laboration sammanfaller denna
kurs med Fourieranalys MVE030.
Tillägget består i att grundläggande
distributionsteori ingår i kursen. Det skall redovisas i form av
gruppvisa
inlämningsuppgifter.
Kf2 läser samma kurs som F2.
Detta är också kurs-PM för båda kurserna.För kursens syfte och lärandemål hänvisas till kursplanen. För gjorda förändringar sedan förra året, se nedan
under "Kursutvärdering".
Välkommen till kursen!
Schemat för kursen hittar du via länken till
webTimeEdit på sidans topp. Men de två föreläsningarna om
distributionsteori avsedda för TM syns bara på schemat för MVE290. Ändå är alla välkomna dit, se avsnittet
"Distrtibutionsuppgifter för TM2" nedan.
Aktuella meddelandenVisning av tentorna från den 14 marsFör F och Kf: Onsdagen den 2 april kl 12.00-12.45 i GD-salen
För TM: Torsdagen den 3 april kl 15.00-15.30 i MV:H12 (bredvid Pascal)
Bonuspoängen för Matlab-labben är nu inmatade i Pingpong, för alla som är registrerade på kursen.
Lokaländring igen Räkneövningen på onsdagar 13.15 - 15 med Peter Helgesson flyttas en gång till, till en ännu större sal.
Det blir HC3 onsdagen den 26 februari och KC den 5 mars.
Missöde med matlab-labbarna
I torsdags den 20 februari försvann kartongen där matlab-labbarna skall placeras, troligen vid alltför ambitiös
städning av korridoren. Det är osäkert om den innehöll några inlämnade labbar. Därför uppmanar vi alla som
lämnade in en labb under onsdagen eller torsdagen, 19 och 20 feb, att meddela detta i ett epost till Oskar,
hamlet@chalmers.se, så kan han kontrollera om han har labben.Här är adressen till mittkursenkäten:
https://docs.google.com/forms/d/1a53M9qFVg8gcORi3IK5z_c4Dr-A1Z61476yYebQbknQ/viewform
OBS Anskaffning av kursboken (av Folland, se nedan):
Tidigare sköttes bokförsäljningen av en liten agentur UBS, som nu har
upphört med verksamheten, utan att förvarna oss.
Var och en bör därför ta något initiativ för att skaffa boken. Det finns
följande möjligheter (8 Jan):
UBS har nu 7 exemplar. Adressen är
c/o Handa, Vasagatan 36 3 tr, tel. 711 60 39. Man måste ringa i
förväg. Pris 550:-
Cremona har just nu 9 ex, pris ca 650:-
Amazon, 14 ex(?), pris $56.44. Vet inte om frakt och moms tillkommer.
Bokus, pris 660:- (Köp inte den upplaga som är från 1992, dyrare och
tillfälligt slut.)
Adlibris, pris 662:-
Examinator, kursansvarig samt föreläsare:
Peter Sjögren
tel: 7723511
e-post:
peters@chalmers.se
Matematiska Vetenskaper, rum H4019
Övningsledare:
Oskar Hamlet, tel: 7725301, rum: H5013, epost:
hamlet@chalmers.se Peter Helgesson tel: 7725324, rum: L2039. epost: helgessp@chalmers.se
För Kf medverkar även Anna Lokrantz, epost: lokrantza@gmail.com
Kursutvärderare:
F
Armin Azhirnian
armina@student.chalmers.se
TM
Gustav Lindwall
guslindw@student.chalmers.se
Kf Astrid Olivefors oastrid@student.chalmers.se
Kf
Robin Nilsson
robnils@student.chalmers.se
Kursbok är G.B. Folland: Fourier
analysis
and its applications, American Mathematical Society 2009. I
kursen ingår Chapter 1 - 8. För F2 och Kf2 tillkommer delar av Chapter 9 om distributioner, men bara mycket ytligt och översiktligt. För TM2 ingår huvuddragen av
Chapter 9, som också återfinns, i mer lättläst form, i "Introduktion till distributionsteorin" med länk här nedan.
Man behöver också tabellverket BETA, Mathematics handbook for science and engineering, av L. Råde och B. Westergren. Kompletterande material: Läsanvisningar (pdf-fil). Text om likformig konvergens och Eulerekvationer
(pdf-fil). Utdrag ur ett kompendium av Kjell Holmåker om signalbehandling och
samplingssatsen
(pdf-fil).
"Introduktion till distributionsteorin"
(pdf-fil), innehåller det viktigaste av
Chaper 9 i Folland.
"Ortogonalsystem i L^2"
(pdf-fil). Extra övningsuppgifter
(pdf-fil).
Lösningar till några av de extra övningsuppgifterna
(pdf-fil),
nämligen EÖ12, 16, 20, 23, 29, 36, 44, 48, 49, 56.
På begäran ytterligare några sådana lösningar, som avser de
tidigare delarna av kursen: EÖ3, 4, 8, 11, 15, 25, 45, 47, 57
(pdf-fil). Efter önskemål också en förteckning av tentamensproblem som kan lösas
då man bara läst en del av kursen
(pdf-fil). Rättelser av tryckfel i kursboken
(pdf-fil).
Två sidor med tips om BETA
(pdf-fil), ny version 2014.
En lista med teorifrågor, varav en kommer på varje tenta:
(pdf-fil).
FöreläsningarHär syftar t ex 2.1 på detta avsnitt i
Follands bok. PDE och ODE betyder partiella resp. ordinära
differentialekvationer.
Dag |
Avsnitt
|
Innehåll
|
20 jan
|
1.3
|
Introduktion, värmeledningsekvationen, variabelseparation, Fourierserier
|
20 jan
|
2.1-2
|
Fourierserier: koefficienter, Bessels olikhet, (konvergens)
|
22 jan
|
2.2-3
|
Fourierserier: konvergens, derivering
|
24 jan
|
2.3-5
|
Fourierserier: integrering, godtyckliga intervall, vågekvationen. (Faltning)
|
27 jan
|
7.1-2
|
Faltning, Fouriertransformen: allmänna egenskaper, (inversionsformeln)
|
29 jan
|
7.2-4
|
Fouriertransformen: inversionsformeln, Plancherels
formel, varianter
|
31 jan
|
7.4-6
|
Tillämpningar av Fouriertransformen, diskret och
snabb Fouriertransform (FFT), (laborationen)
|
3 feb
|
Holmåker eller 7.3
|
Laborationen, signalbehandling, (samplingssatsen)
|
5 feb | 7.3, 8.4 | Samplingssatsen, Laplacetransformen med tillämpningar på PDE, |
7 feb | "Ortogonalsystem i L^2 ", eller 3.3-4 | Ortogonalsystem, fullständighet |
10 feb | 3.5 | ODE: Sturm-Liouville-problem |
12 feb | 3.5-6 | Sturm-Liouville-problem (forts) |
14 feb | 4.1-3 | PDE: begynnelse- och randvärdesproblem |
17 feb | 4.2-4 | PDE (forts), PDE i polära koordinater |
19 feb | 5.1, 3 | Besselfunktioner |
21 feb | 5.2, 4-5 | Besselfunktioner (forts) med tillämpningar |
24 feb | 5.5-6 | Forts. |
26 feb | 6.1, 4 | Ortogonala polynom, Hermitepolynom |
28 feb | 6.5, 2 | Hermite- och Legendrepolynom |
3 mars | 6.2-3 | Sfäriska koordinater, Laguerrepolynom |
5 mars | | Reserv |
Rekommenderade övningsuppgifterHär
betyder s och S smågrupper resp. storgrupp, och
1.1:6 står för övning 6 i avsnitt 1.1 i Folland, osv.
(Dock syftar 2.1:4 på övningen på sidan 31, tabellrad 4.) Med EÖ avses de extra övningsuppgifterna, se ovan.
Dag |
Demonstreras
| Räkna själv |
s 22 och 25 jan
|
2.1:4, 8, 14*, 16
| 1.3:4; 2.1:10, 12; 1.3:7; 1.1:6 |
S 27 jan
|
2.2:4, 7; 2.3:2, 3, (4)
| 2.1:17, 18; 2.2:3, 5; 2.3:5, (6) |
s 29 och 31 jan
|
2.4:3, 4, 8; EÖ:1, (2) | 2.4:6, 9, 10; EÖ:2 |
S 3 feb
|
EÖ:66; 7.2:13a,b; EÖ:12, 13; 7.4:1a,b
| EÖ:67, 9; 7.2.9; (2.5:4) |
s 7 feb
|
EÖ:6a,b, 7, 19
| EÖ:6d,e; EÖ:15 |
S 10 feb
|
7.4:6; EÖ:20; Holmåker övn 2
| 7.2:12; EÖ:10, 11 |
s 12 o 14 feb
|
EÖ: 16; 8.4:1, 2; 3.3:10a; EÖ: 14
| EÖ:17; 8.4:3a, 5; EÖ: 47 |
S 17 feb
|
EÖ: 18; 3.3:10b; 3.4:7a; 3.5:4
| 3.3:1, 2, 10c; 3.4:7b,c |
s 19 o 21 feb | 3.5:5; EÖ:21, 22; 4.2:1, 2 | 3.5:7; 4.2:3; 3.4:2 |
S 24 feb | 3.5:10; 4.2:4; 4.4:2; EÖ:24 | EÖ: 23; 3.5:11 |
s 26 o 28 feb | 4.2:5; 4.4:5; EÖ: 26 | 4.4:1; EÖ:27 |
S 3 mars | EÖ: 28; 5.5:1; EÖ: 30 | 5.5:5*; 5.2:4, 8; 5.4:2 |
s 5 o 7 mars | 6.4:5; 5.5:4; 6.2:6; EÖ:36 | EÖ: 33; 4.4:7; EÖ: 41; 6.4:6 |
S 7 mars | EÖ: 37; 5.5:7*; EÖ: 43 | EÖ: 39, 44, 31 |
| | |
På de övningar som är markerade med * finns mindre fel i bokens facit, se rättelserna.
Av de fyra schemalagda dubbeltimmarna med föreläsningar varje vecka kommer i allmänhet den på måndag
eftermiddag att ägnas åt räkneövning i storgrupp, med undantag av första läsveckan. Detta framgår av
programmet nedan, som dock skall tolkas med flexibilitet.
Räkneövningarna i smågrupper ligger på eftermiddagen onsdagar och fredagar, med undantag av onsdagen
den 5 februari. Observera att programmet är detsamma de två dagarna. Efter demonstration av de angivna
övningarna är det tänkt att övningsledaren svarar på frågor om övningarna under rubriken "Räkna själv",
men också på andra frågor.
Räkneövningarna för Kf äger rum på onsdagar 13.15 - 15.00 i KS31 och leds av Peter Helgesson
(läsvecka 1 i stället av Hossein Raufi).
Övningarna för TM äger rum på fredagar 13.15 - 15.00 i FL71 (tredje läsveckan i FL61) och leds
av examinator.
Övningarna för F äger rum på onsdagar 13.15 - 15.00 i KS32 och på fredagar 13.15 - 15.00 i FL72
(tredje läsveckan i FL62) och leds av Oskar Hamlet. Men programmet för dessa övningar är
detsamma, och var och en kan välja när och vart man vill gå. Samma uppgifter demonstreras alltså
onsdag och fredag.
Observera att på grund av CHARM-dagen är övningarna på onsdagen den 5 februari flyttade till fredagen
den 7 februari 15.15 - 17.00 i FL61 och FL62.
För Kf ordnas dessutom extra övningar som leds av Anna Lokrantz. Tiden är torsdag 10.00 - 11.45,
lokalen växlar.
Konsultationstiderna på tisdag eller onsdag startar tredje läsveckan. Då finns examinator, eller ibland
någon av övningsledarna, tillgänglig för att svara på frågor. Det första tillfället är tisdagen den 4 februari
15.15 - 16.00 i FL61 (i schemat på TimeEdit syns inte ordet konsultationstid).
Varning för schemaändringar!
Uppgifterna finns på länken Distributionsövningar14.
De skall göras i grupper om 3-4 personer.Varje grupp skall göra alla de fyra förövningarna betecknade (i),....(iv) och en av huvudövningarna 1 - 28. Lösningarna skall lämnas in antingen på papper i
facket utanför examinators rumsdörr, eller som pdf-fil per epost till
examinator, senast den 28 februari kl 17.00. Två grupper skall inte välja samma huvudövning.För att reservera en huvudövning kan en grupp därför skicka ett epost till examinator, med angivande av alla gruppmedlemmarnas namn. Sådana anmälningar prioriteras i den ordning de kommer in. Följande
huvudövningar är redan reserverade: 2, 3, 4, 5,
8, 11, 14, 17, 20, 22, 23, 26, 28
Det blir två dubbeltimmar av föreläsningar om distributioner. De är avsedda för TM, men alla intresserade är
välkomna. Den första äger rum i läsvecka 2, tisdagen den 28 januari kl 15.15 - 17.00 i HB3. Den andra
blir torsdagen den 30 januari kl 13.15 - 15 i HB3.
Distributionsteorin finns i "Introduktion till distributionsteorin", se länken ovan, och utförligare i Chapter 9
i kursboken.
Frivillig (men rekommenderad) datorlaboration
Godkänd laboration kan ge högst 4 bonuspoäng som får tillgodoräknas vid ordinarie tentamenstillfälle samt de två följande omtentorna. En beskrivning finns på följande länk (pdf-fil).Laborationen görs gruppvis, och grupperna består av 2-4 personer. Endast en rapport per grupp. Rapporterna skall lämnas i pappersform, senast den 24 februari kl 17.00. De kan placeras i en kartong utanför Oskar Hamlets rum H5013 på plan 4, Matematiska Vetenskaper.En del av laborationen består i att en datafil skall analyseras. Denna datafil genereras individuellt för var och en som hämtar den. Den som trycker på knappen nedan får en lång textfil.
Gör så här:
Klicka på knappen nedan. Efter ett tag har en sida hämtats in till
webbläsaren. Spara denna
fil i
textformat under namnet
indata.m (till exempel). Denna fil
fungerar som en scriptfil
att köras i matlab. Om man kör den filen i ett
matlabfönster, uppstår en heltalsvariabel
som heter
ftal, och en lång vektor som heter
ins. Denna vektor
innehåller signalen som skall
analyseras med matlab. Talet
ftal är ett identifieringstal, som skall
anges i laborations-
rapporten.
Härifrån
kan Du skapa data:
OBS! Lämna in ENDAST EN lab-rapport per grupp. Några kommentarer om laborationen: Vi har två frekvenser w=10 och w=15. Poängen med
uppgiften är att man skall inse att det krävs en längsta samplingsfrekvens för att upptäcka
alla frekvenser hos signalen. Denna längsta samplingsfrekvens behöver vara minst dubbelt
så stor som den högsta frekvensen (w=15) man vill hitta. Denna fenomen kallas "Nyqvist
Criteria" . Alltså 2*pi*N/TMax>2*wMax.
T.ex. fungerar TMax=100, N=2^9=512
mycket bra både för w=10 och w=15.
Referenslitteratur:
- Material
(utvecklat av MV) som ger en kortfattad introduktion till
Matlab
- Holly More, MATLAB for Engineers
Ger en introduktion till Matlab och kräver inledningsvis ingen
matrisalgebra. Är utmärkt för självstudier.
- Per Jönsson, MATLAB-beräkningar inom teknik och
naturvetenskap
Kräver kunskaper i Matrisalgebra. Innehåller lite mer
avancerade övningar och modelleringsuppgifter.Är utmärkt som
referenslitteratur
Var och en som är registrerad på kursen i år kan se sina bonuspoäng i Pingpong, när uppgiften är rättad.
Examinationen består av en skriftlig tentamen med 7 eller 8 uppgifter. Datorlaborationen kan ge upp till 4 bonuspoäng.
För TM-kursen MVE290 ingår dessutom inlämningsuppgiften i distributionsteori, se ovan.
Tentamen äger rum den 14 mars 2014 på Väg och vatten, i augusti 2014 samt i januari 2015. (Kontrollera istudentportalen att dessa datum inte har ändrats.) Skrivtid 5 timmar.
Vid tentamen är de tillåtna hjälpmedlen tabellverket Beta, de två sidorna med tips om BETA (se länken ovan) samt en typgodkänd räknedosa. Det är inte tillåtet att ha anteckningar eller markeringar i dessa, däremot tillåts bokmärken utan text.Tag med giltig legitimation och kvitto på erlagd kåravgift!Då tentamen består av 8 uppgifter, är betygsgränserna följande:
För betyg 3 krävs 30p, för betyg 4 krävs 40p, och för betyg 5 krävs 50p, av ca 60 möjliga plus ev. bonus. Motsvarande då tentamen har 7 uppgifter.Tentamen innehåller två teoriuppgifter, varav en från följande lista: (pdf-fil).
Den andra teoriuppgiften är ofta mer beskrivande och handlar då om exempel, metoder, förklaringar, tillämpningar etc., men den kan också gälla formuleringar av satser och definitioner, eller bevis.
I Chalmers Studentportal kan du läsa om när
tentor
ges och om vilka regler som gäller kring att tentera på
Chalmers.
Vid tentamen ska du kunna uppvisa giltig legitimation och kvitto
på erlagd kåravgift.
Meddelande om resultat får du med epost, som skickas automatiskt
när resultaten är registrerade. Alternativt kan du gå till Ladok
via inloggning i Studentportalen.
Granskning vid ordinarie
tentamen:
Då det är praktiskt möjligt ordnas ett separat
granskningstillfälle av tentamen. Tidpunkt för detta meddelas på
kurshemsidan. Den som inte kan delta vid granskningen kan efter
granskningstillfället hämta och granska sin tenta på Matematiska
vetenskapers studieexpedition, måndag till fredag, kl 9.00-13.00.
Kontrollera att Du har fått rätt betyg och att poängsumman
stämmer. Eventuella klagomål på rättningen ska lämnas skriftligt
på expeditionen, där det finns en blankett till hjälp.
Vid omtentamen:
Tentorna granskas och hämtas ut på Matematiska vetenskapers
studieexpedition, måndag till fredag, kl 9.00-13.00. Eventuella
klagomål på rättningen ska lämnas skriftligt på expeditionen, där
det finns en blankett till hjälp.
I början av kursen bör minst två
studentrepresentanter ha utsetts för att tillsammans med lärarna
genomföra kursutvärderingen. Utvärderingen sker genom samtal
mellan lärare och studentrepresentanter under kursens gång samt
vid ett möte efter kursens slut då enkätresultatet diskuteras och
rapport skrivs.
Se följande mall för
Utvärdering av kurser i
studentportalen.
Som resultat av föregående års kursutvärdering har beskrivningen av datorlaborationen reviderats och blivit klarare.
Eftersom man har frågat efter övningar med lösningar som man kan göra även tidigt under kursens gång, införs en länk
till en lista som anger vilka gamla tentamentsproblem som går att lösa då man bara läst vissa kapitel i boken, se ovan.
Dessa problem har utförliga lösningar.
Övriga
förändringar för året är en nya upplagan av texten med Tips om
BETA och omarbetning av distributionsuppgifterna för TM.
Några detaljer i de extra övningarna har också förbättrats.
En lista som anger vilka tentamensproblem som kan lösas
då man bara läst en del av kursen finns här:
(pdf-fil).