Aktuella meddelanden /Messages.

Välkommen till kursen/Welcome to the course.

 Exam 2017-Jan-2 with solution

 


Schemat för kursen hittar du via länken till webTimeEdit sidans topp./The schedule is found on the web in the previous directory.

2016-11-03. The grading of the Exam 2017-10-22 will be finished on Tuesday Nov. 8.  (It might take a while to get your official results on LADOK.)  You can get your exams back and ask questions on the grading on

              Wednesday Nov 9. 12:00-12:30, MVH12 (MV building H, first floor).

2016-10-26. Exam 2016-Oct-22 with solution

 

2016-10-10. Home work 3 rewritten (the earlier exercise on Laplace transform was too difficult). Deadline Thursday 13 Oct.

 

2016-10-06.  We’ll have one hour lecture on Laplace Tranform on Monday Oct 10 (to catch up the schedule – we’ve gone through a bit more material on Fourier T. than usual)

 

2016-09-08. The course representatives are

                 Anton Johansson, erikantonjohansson@live.com

                 Philip Nilsson, Philip.nil@gmail.com

                  Nazli Raufi, nazli.raufi@gmail.com

 

 

Lärare /Teacher

Kursansvarig och Övningsledare / Examinator: Genkai Zhang

                                                                            Email: genkai@chalmers.se, office: MVH5023.

Kurslitteratur /Litterature

Text book: G. Folland, Fourier Analysis and Its Applications, Amer. Math. Soc., 1992
(A list of
corrections to Folland's book (in Swedish), and another one in English)

Exercises 

 

[F]:  Exercise from Folland's book, part of them will be solved during the exercise classes. See the Planning below

[E]: Additional Exercises.

[S]: Supplementary (and elementary) exercises. See the Planning below.

 

Check-list: A description of the main concepts and theorems along with list of required proofs of some major theorems.

 

 

 

Program



Planning

Lectures on Tuesdays/Thursdays, exercise classes Mondays/Wednesdays. (Tuesday Aug. 30, (part of) Wednesday 31 and Monday Sept. 19 will be instead lectures). To benefit from the exercise classes you should prepare at least a few of the suggested problems before the class.

Föreläsningar/Lectures.

Totally 8 weeks, week 1 = Monday Aug. 29- Sunday Sept. 4, week 2 = Monday Sept 5 --11, and so on.

 

Dag/Day

Avsnitt/Chapter

Innehåll/Content

Week 1. 29/8-

Tues. 30/8

1.1-1.3

Introduction/Motivation. Wave equations/heat equations.

Method of  Separation of Variables for Solving PDE.

Wedn. &

Thurs

31/08-1/9

1.3, 2.1

Separation of varibles. Fourier series

W2. 5/9-

Tues.

2.2-2.4

Inversion/Convergence Theorem

Thurs.

2.3-2.4

Convergence.

Further Properties of Fourier Series (FS): Differentiation and Integration of F.S.

W3. 12/9-

Tu.

2.5-2.6

Application of FS to Heat and Wave Equations, Gibbs phenomenon

Th.

3.1-3.4

Hilbert spaces, L2 theory of Fourier series

W4. 19/9

Mon.

3.2-3.4

More on Hilbert spaces and  L^2 spaces. Completeness. Parseval theorem.

Tu

3.5

Sturm-Liouville problems

Th.

4.1

Inhomogeneous boundary value problems

W5. 26/9

Tu

7.1-7.2

Fourier Transform (FT)

Th

7.1-7.2

Properties of FT. Riemann-Lebesgue Lemma. Inversion and Plancherel formula.

W6. 3/10

Tu

8.1-8.2

Laplace Transform (LT)

Th

7.3 pp. 229-231. 8.3 pp 273-279

Applications of FT and LT. Diff. Eqs on the real line/half line.

W7.10/10

Tu

4.4

Laplace equations, Harmonic functions. Dirichlet problems.

Th

4.4

Poisson formula for solutions of Dirichlet problem on the disc.

W8.17/10

Mon. Tu

Repetition

Repetition. Solving earlier examination problems.

Exam. Sat. 8:30-12:30

 

 

 

 

Rekommenderade övningsuppgifter/Recommended Exercises

 

  [F] refers to Folland's book and [E] to the additional exercises.

(We shall solve some of the exercise below for the demonstration on the blackboard. Please try yourself
before the class, and try  those unsolved ones afterwards.)

 

 

Dag/Day

Uppgifter/Exercises

W1

Wedn

[E] 1,2, [F] 1.1.1, 1.1.5,  1.1.6,   1.2.4,   1.3.1,  1.3.4,   1.3.7

W2

Mon.

[F] Table 1: 2, 8, 20, [E]3, 4

Wedn

[F] 2.2.2,   2.2.4,    2.4.3,   2.4.7,   2.4.11, [E] 5, 6, 86

W3

Mon

F] 2.3.2,  2.3.3,   2.3.5, [E] 8-10, 31-32.

Wedn

F. 2.3.2,  2.3.5,               [E] 13, 15

W4

Mon. Wedn

[F] 2.5.1,   2.5.5, ] 3.3.10,   3.4.6,   3.4.7,                  [E]16-18, 36-37

W5

Mon

[F] 3.5.1,    3.5.2,    [E] 51-53

Wedn

[F] 4.2.3,   4.2.5,   4.3.6,                 [E]25-28

W6

Mon

[F] 7.1.1,      7.2.2,     7.2.3,   7.2.12,      [E]54ace, 56, 58.

Wedn

[F] 7.2.13ab,   7.3.1,     [E] 60cd, 64, 67, 76.

W7

Mon

[E] E 74-75, 78-79, 81

Wedn.

 [F] 4.4.1, 4.4.2, 4.4.6, [E]22, 30.

W8

Mon

Repetition exercises

 

[S] Supplementary and elementary exercises:

(The following exercises are more elementary than those in the text book and are to help you get started.)

Part I (Fourier Series).

Part II (L^2-theory, convergence, Sturm-Liouvill).

Part III (Differential equations).

Part IV (Fourier and Laplace transforms).

 

Supplementary texts on (1) Applications of Laplace transform on Filter, (2) Laplace transform, (3) Gibbs phenomenon by Hjalmar Rosengren

 

Further recommended textbooks:


1. A. D. Wunsch, Complex variables. Pearson, Addison Wesley.

There is an introduction of complex function theory from the very beginning of algebra and geometry of complex numbers. Also many example
of Laplace transforms are computed using residue calculus.

2. G. Arfken and H. Weber, Mathematical methods for physicists. Academic Press.

Many physics problems are presented motivating the mathematical tools such as Laplace and Fourier transforms and Fourier series.

 

(Auxillary links to Math. Softwares: Matlab/Mathematica/Maple)

(En del av studenter kan redan göra avancerade Matlab beräkningar. Ni som inte har lärt sig Matlab kan försöka kolla material nedan. Mathematica och Maple är också bra verktyg, man kan till ex rita Fourierserier och ha en intuitiv uppfattning för konvergensen.  /Some of the students have already learnt  Matlab. Otherwise below is some list of references.)



Referenslitteratur:

  1. Material (utvecklat av MV) som ger en kortfattad introduktion till Matlab
  2. Holly More, MATLAB for Engineers
    Ger en introduktion till Matlab och kräver inledningsvis ingen matrisalgebra. Är utmärkt för självstudier.
  3. Per Jönsson, MATLAB-beräkningar inom teknik och naturvetenskap
    Kräver kunskaper i Matrisalgebra. Innehåller lite mer avancerade övningar och modelleringsuppgifter. Är utmärkt som referenslitteratur/uppslagsbok.

Kurskrav

Kursens mål finns angivna i kursplanen.

Duggor

Homework with bonus points.



Three sets of home-work-exercises for hand-in, on weeks 3, 5, 7. You may work in teams (of max. 3 team members) and submit you team’s work.

Home Work, Part I

Home Work. Part II

Home Work. Part III

 

 

 




 Max 2 bonus points will be given for  the home-works. The bonus can be added to reach G (Pass) but not VG (Very Good)

Examination

Examination



Written examination with total 24 points.  One can get max 2 bonus points for the oral and written presentation of the assigned exercises, the bonus
can also be added to gain the grade G (Pass) but not VG (Very Good).

Grade: 

MMG710 (GU students), grades are G (12-17 points) and VG (18-24 points).

TMA362 (Chalmers students), grades are 3 (12-14 points), 4 (15-17 points) and 5 (18-24 points).

Rutiner kring tentamina

General Guide/Routines on Examination (Please ask me or your fellow students if you need help for the Swedish text).

 

 

I tentamensscheman anges alla tentor för respektive period.
Vid tentamen ska du kunna uppvisa giltig legitimation.
Du kan läsa i Chalmers studentportal om vilka regler som gäller kring att tentera på Chalmers, men observera att du som går på GU ska anmäla dig till tentan via GU:s studentportal.

För att se ditt resultat gå till Ladok via inloggning i Studentportalen (GU).

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, se information om öppettider. 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, se information om öppettider. Eventuella klagomål på rättningen ska lämnas skriftligt på expeditionen, där det finns en blankett till hjälp.

Kursutvärdering

I början av kursen bör minst två studentrepresentanter utses för att tillsammans med lärarna genomföra kursutvärderingen. På kursens aktivitet i GUL (inloggning via Studentportalen) finns en enkät som används vid utvärderingen. Utvärderingen sker genom samtal mellan lärare och studentrepresentanter under kursens gång samt vid ett möte efter kursens slut då enkätresultatet diskuteras och rapport skrivs på speciell blankett.  

Gamla tentor

 

 

2016-aug (mmg710-fourier-2016aug-sol.pdf)

 

2015-Aug  (Solution)

 

 

2015-Jan (Solution )

 

2014-Oct  (Solution)

 

2014-Aug (Exam & Solution)

 

2014-Jan (Exam & Solution)

 

2013-Oct (Exam & Solution)

 

2013-Aug (Exam & Solution)