2024-2025_01_03_01_2024_634_plx_Теория динамических систем_Прикладная математика и программирование
 
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Горно-Алтайский государственный университет»

(ФГБОУ ВО ГАГУ, ГАГУ, Горно-Алтайский государственный университет) 

 
кафедра математики, физики и информатики
Закреплена за кафедрой
рабочая программа дисциплины (модуля)
Теория динамических систем
Учебный план
01.03.01_2024_634.plx

01.03.01 Математика

Прикладная математика и программирование
 
зачеты 8
Виды контроля  в семестрах:
часов на контроль
8,85
самостоятельная работа
30,3
аудиторные занятия
32
Общая трудоемкость
Часов по учебному плану
2 ЗЕТ
Форма обучения
очная
Квалификация
бакалавр
72
в том числе:
 
Распределение часов дисциплины по семестрам
Семестр

(<Курс>.<Семестр на курсе>)

8 (4.2)
Итого
Недель
8 1/6
Вид занятий
УП
РП
УП
РП
Лекции
14
14
14
14
Практические
18
18
18
18
Консультации (для студента)
0,7
0,7
0,7
0,7
Контроль самостоятельной работы при проведении аттестации
0,15
0,15
0,15
0,15
Итого ауд.
32
32
32
32
Кoнтактная рабoта
32,85
32,85
32,85
32,85
Сам. работа
30,3
30,3
30,3
30,3
Часы на контроль
8,85
8,85
8,85
8,85
Итого
72
72
72
72
 
 
УП: 01.03.01_2024_634.plx
стр. 2
 
Программу составил(и):
к.ф.м.н., доцент, Туртуева Т.А.;старший преподаватель, Ваулин Д.А.
 
 
Теория динамических систем
Рабочая программа дисциплины
 
разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования - бакалавриат по направлению подготовки 01.03.01 Математика (приказ Минобрнауки России от 10.01.2018 г. № 8)
 
01.03.01 Математика
составлена на основании учебного плана:
 
утвержденного учёным советом вуза от 01.02.2024 протокол № 2.
 
Протокол от 11.04.2024 протокол № 8  

Зав. кафедрой Богданова Рада Александровна

кафедра математики, физики и информатики
Рабочая программа утверждена на заседании кафедры
 
УП: 01.03.01_2024_634.plx
стр. 3
 
Протокол от  __ __________ 2028 г.  №  __  

Зав. кафедрой Богданова Рада Александровна

кафедра математики, физики и информатики
Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для

исполнения в 2028-2029 учебном году на заседании кафедры

 
 
Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году
Протокол от  __ __________ 2027 г.  №  __  

Зав. кафедрой Богданова Рада Александровна

кафедра математики, физики и информатики
Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для

исполнения в 2027-2028 учебном году на заседании кафедры

 
 
Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году
Протокол от  __ __________ 2026 г.  №  __  

Зав. кафедрой Богданова Рада Александровна

кафедра математики, физики и информатики
Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для

исполнения в 2026-2027 учебном году на заседании кафедры

 
 
Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году
Протокол от  __ __________ 2025 г.  №  __  

Зав. кафедрой Богданова Рада Александровна

кафедра математики, физики и информатики
Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для

исполнения в 2025-2026 учебном году на заседании кафедры

Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году
 
 
 
стр. 4
УП: 01.03.01_2024_634.plx
 
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
1.1
Цели: - изучение методов качественной теории дифференциальных уравнений и применения этих методов при решении широкого класса естественнонаучных задач;

- развитие общей математической культуры, овладение навыками, необходимыми для решения прикладных задач и применение их в процессе решения различных задач.

1.2
Задачи: - развитие общей математической культуры;

- подготовка студентов для научной и практической деятельности в области теории динамических систем;

- совершенствование навыков математического и логического мышления.

 
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП
Цикл (раздел) ООП:
Б1.В.ДВ.08
 
2.1
Требования к предварительной подготовке обучающегося:
2.1.1
Дифференциальные уравнения
2.1.2
Математический анализ
 
 
2.2
Дисциплины и практики, для которых освоение данной дисциплины (модуля) необходимо как предшествующее:
2.2.1
Подготовка к процедуре защиты и защита выпускной квалификационной работы
 
3. КОМПЕТЕНЦИИ ОБУЧАЮЩЕГОСЯ, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
 
 
ПК-3: Способен математически корректно ставить научные задачи, знает постановки классических исследовательских задач математики
 
Уровень 1
Знает основные понятия и факты теории динамических систем

Владеет способностью к определению общих форм и закономерностей в области теории динамических систем

ИД-1.ПК-3: Владеет способностью к определению общих форм и закономерностей отдельной предметной области
 
Уровень 1
Знает основные понятия и факты теории динамических систем

Умеет строго доказать утверждение, сформулировать результат, увидеть следствия полученного результата

Владеет основными методами теории динамических систем 

ИД-2.ПК-3: Умеет строго доказать утверждение, сформулировать результат, увидеть следствия полученного результата
 
Уровень 1
Знает основные понятия и факты теории динамических систем

Умеет публично представлять известные научные результаты в области теории динамических систем

Владеет навыками готовить доклад и выступать перед аудиторией

ИД-3.ПК-3: Умеет публично представлять собственные и известные научные результаты
 
 
 
 
 
 
 
Наименование разделов и тем /вид занятия/
Литература
Часов
Компетен-

ции

Семестр / Курс
Код занятия
Инте

ракт.

Примечание
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
 
 
Раздел 1. Линейные и нелинейные динамических системы.
 
1.1
Линейные и нелинейные динамических системы /Лек/
4
ИД-1.ПК-3 ИД-2.ПК-3 ИД-3.ПК-3
8
0
Л1.1 Л1.2 Л1.3Л2.1
 
1.2
Линейные и нелинейные динамических системы /Пр/
6
ИД-1.ПК-3 ИД-2.ПК-3 ИД-3.ПК-3
8
0
Тест

Л1.1 Л1.2 Л1.3Л2.1
 
1.3
Подготовка к практическим занятиям. /Ср/
2
ИД-1.ПК-3 ИД-2.ПК-3 ИД-3.ПК-3
8
0
Л1.1 Л1.2 Л1.3Л2.1
 
стр. 5
УП: 01.03.01_2024_634.plx
 
1.4
Выполнение домашнего задания. /Ср/
4
ИД-1.ПК-3 ИД-2.ПК-3 ИД-3.ПК-3
8
0
Л1.1 Л1.2 Л1.3Л2.1
 
1.5
Решение индивидуальных заданий. /Ср/
4,1
ИД-1.ПК-3 ИД-2.ПК-3 ИД-3.ПК-3
8
0
Л1.1 Л1.2 Л1.3Л2.1
 
 
Раздел 2. Дискретные и непрерывные динамические системы
 
2.1
Дискретные и непрерывные динамические системы  /Лек/
4
ИД-1.ПК-3 ИД-2.ПК-3 ИД-3.ПК-3
8
0
Л1.1 Л1.2 Л1.3Л2.1
 
2.2
Дискретные и непрерывные динамические системы  /Пр/
6
ИД-1.ПК-3 ИД-2.ПК-3 ИД-3.ПК-3
8
0
Тест

Л1.1 Л1.2 Л1.3Л2.1
 
2.3
Подготовка к практическим занятиям. /Ср/
2
ИД-1.ПК-3 ИД-2.ПК-3 ИД-3.ПК-3
8
0
Л1.1 Л1.2 Л1.3Л2.1
 
2.4
Выполнение домашнего задания. /Ср/
4
ИД-1.ПК-3 ИД-2.ПК-3 ИД-3.ПК-3
8
0
Л1.1 Л1.2 Л1.3Л2.1
 
2.5
Решение индивидуальных заданий. /Ср/
4,1
ИД-1.ПК-3 ИД-2.ПК-3 ИД-3.ПК-3
8
0
Л1.1 Л1.2 Л1.3Л2.1
 
 
Раздел 3. Устойчивость и бифуркации
 
3.1
Устойчивость и бифуркации /Лек/
6
ИД-1.ПК-3 ИД-2.ПК-3 ИД-3.ПК-3
8
0
Л1.1 Л1.2 Л1.3Л2.1
 
3.2
Устойчивость и бифуркации /Пр/
6
ИД-1.ПК-3 ИД-2.ПК-3 ИД-3.ПК-3
8
0
Тест

Л1.1 Л1.2 Л1.3Л2.1
 
3.3
Подготовка к практическим занятиям. /Ср/
2
ИД-1.ПК-3 ИД-2.ПК-3 ИД-3.ПК-3
8
0
Л1.1 Л1.2 Л1.3Л2.1
 
3.4
Выполнение домашнего задания. /Ср/
4
ИД-1.ПК-3 ИД-2.ПК-3 ИД-3.ПК-3
8
0
Л1.1 Л1.2 Л1.3Л2.1
 
3.5
Решение индивидуальных заданий. /Ср/
4,1
ИД-1.ПК-3 ИД-2.ПК-3 ИД-3.ПК-3
8
0
Л1.1 Л1.2 Л1.3Л2.1
 
 
Раздел 4. Консультации
 
4.1
Консультация по дисциплине /Kонс/
0,7
ИД-1.ПК-3 ИД-2.ПК-3 ИД-3.ПК-3
8
0
 
 
Раздел 5. Промежуточная аттестация (зачёт)
 
5.1
Подготовка к зачёту /Зачёт/
8,85
ИД-1.ПК-3 ИД-2.ПК-3 ИД-3.ПК-3
8
0
 
5.2
Контактная работа /KСРАтт/
0,15
ИД-1.ПК-3 ИД-2.ПК-3 ИД-3.ПК-3
8
0
 
5. ФОНД ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ
 
5.1. Пояснительная записка
1. Назначение фонда оценочных средств. Оценочные средства предназначены для контроля и оценки образовательных достижений обучающихся, освоивших программу учебной дисциплины.

2. Фонд оценочных средств включает контрольные материалы для проведения входного контроля,  текущего контроля 1 и 2 , индивидуальных заданий, а также примерный перечень вопросов для проведения промежуточной аттестации в форме зачета.  

 
стр. 6
УП: 01.03.01_2024_634.plx
 
5.2. Оценочные средства для текущего контроля
В приложении приведены контрольные материалы для проведения входного контроля,  текущего контроля 1 и 2 , индивидуальных заданий, а также примерный перечень вопросов для проведения промежуточной аттестации в форме зачета.  

 
5.3. Темы письменных работ (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
Не предусмотрены
 
5.4. Оценочные средства для промежуточной аттестации
Вопросы для подготовки к зачету

1. Существование и единственность решения ДУ

2. Линейные ДС

3. Нелинейные ДС.

4. Дискретные ДС

5. Непрерывные ДС

6. Диссипативные ДС

7. Фазовый портрет ДС. Типы неподвижных точек

8. Модель численности кроликов. Модель радиоактивного распада

9. Модель Лоттки-Вольтерра

10. Модель Мальтуса народонаселения

11. Модель "хищник-жертва"

12. Логистическая модель Фейрхюльста

13. Модель рыболовства. Отлов с квотой

14. Линеаризация динамической системы. Теорема о линеаризации

15. Принцип сжимающих отображений

16. Метод Ньютона нахождения корней нелинейного уравнения

17. Устойчивость решений по Ляпунову

18. Бифуркация фазового портрета

19. Математический маятник

20. Модель Ван-дер-Поля

21. Построение фазового портрета одномерной динамической системы.

22. Построение фазового портрета двумерной динамической системы.

23. Построение фазового портрета дискретной динамической системы. Неподвижные точки и характер их устойчивости

Критерии оценки:

«Зачтено»,  теоретическое содержание дисциплины освоено на достаточном уровне, без пробелов, освоены практические навыки работы с освоенным материалом, все предусмотренные рабочей программой дисциплины учебные задания выполнены, оценки за выполнения текущих контролей не ниже 60%.

«Незачтено»: теоретическое содержание дисциплины не освоено. Необходимые практические навыки работы не сформированы, все предусмотренные рабочей программой дисциплины учебные задания выполнены с грубыми ошибками

 
6. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
6.1. Рекомендуемая литература
 
6.1.1. Основная литература
 
Авторы, составители
Заглавие
Издательство, год
Эл. адрес
 
Л1.1
Юмагулов М.Г.
Обыкновенные дифференциальные уравнения: теория и приложения: учебное пособие
Ижевск: Регулярная и хаотическая динамика; Институт компьютерных исследований, 2019
http://www.iprbookshop.ru/91969.html
 
Л1.2
Арнольд В.И.
Обыкновенные дифференциальные уравнения
Ижевск: Институт компьютерных исследований; Регулярная и хаотическая динамика, 2019
http://www.iprbookshop.ru/92056.html
 
стр. 7
УП: 01.03.01_2024_634.plx
 
Авторы, составители
Заглавие
Издательство, год
Эл. адрес
 
Л1.3
Понтрягин Л.С.
Обыкновенные дифференциальные уравнения
Ижевск: Регулярная и хаотическая динамика; Институт компьютерных исследований, 2019
http://www.iprbookshop.ru/92055.html
 
6.1.2. Дополнительная литература
 
Авторы, составители
Заглавие
Издательство, год
Эл. адрес
 
Л2.1
Борухов В.Т., Гайшун И.В., Тимошпольский В.И.
Структурные свойства динамических систем и обратные задачи математической физики: научное издание
Минск: Белорусская наука, 2009
http://www.iprbookshop.ru/12320.html
 
6.3.1 Перечень программного обеспечения
 
6.3.1.1
Kaspersky Endpoint Security для бизнеса СТАНДАРТНЫЙ
6.3.1.2
MS Office
6.3.1.3
MS WINDOWS
6.3.1.4
Moodle
6.3.1.5
NVDA
6.3.1.6
Яндекс.Браузер
6.3.1.7
MS Windows
6.3.1.8
РЕД ОС
6.3.1.9
LibreOffice
 
6.3.2 Перечень информационных справочных систем
 
6.3.2.1
Межвузовская электронная библиотека
6.3.2.2
Электронно-библиотечная система IPRbooks
6.3.2.3
База данных «Электронная библиотека Горно-Алтайского государственного университета»
 
7. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
 
проблемная лекция
 
дискуссия
 
8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
Номер аудитории
Назначение
Основное оснащение
 
207 Б1
Лекционная аудитория. Учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации
Ученическая доска, проектор, экран, системный блок, посадочные места обучающихся (по количеству обучающихся), рабочее место преподавателя
 
209 Б1
Компьютерный класс. Учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации. Помещение для самостоятельной работы
Рабочее место преподавателя. Посадочные места обучающихся (по количеству обучающихся). Маркерная ученическая доска, экран, мультимедиапроектор, компьютеры с доступом в Интернет
 
211 Б1
Компьютерный класс. Учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации. Помещение для самостоятельной работы
Рабочее место преподавателя. Посадочные места обучающихся (по количеству обучающихся), компьютеры с доступом к Интернет
 
9. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО ОСВОЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
 
стр. 8
УП: 01.03.01_2024_634.plx
 
Методические указания по освоению дисциплин (модулей)

Лекции, с одной стороны – это одна из основных форм учебных занятий в высших учебных заведениях, представляющая собой систематическое, последовательное устное изложение преподавателем определенного раздела конкретной науки или учебной дисциплины, с другой – это особая форма самостоятельной работы с учебным материалом. Лекция не заменяет собой книгу, она только подталкивает к ней, раскрывая тему, проблему, выделяя главное, существенное, на что следует обратить внимание, указывает пути, которым нужно следовать, добиваясь глубокого понимания поставленной проблемы, а не общей картины.

Работа на лекции – это сложный процесс, который включает в себя такие элементы как слушание, осмысление и собственно конспектирование. Для того, чтобы лекция выполнила свое назначение, важно подготовиться к ней и ее записи еще до прихода преподавателя в аудиторию. Без этого дальнейшее восприятие лекции становится сложным. Лекция в университете рассчитана на подготовленную аудиторию. Преподаватель излагает любой вопрос, ориентируясь на те знания, которые должны быть у студентов, усвоивших материал всех предыдущих лекций.Важно научиться слушать преподавателя во время лекции, поддерживать непрерывное внимание к выступающему.

Однако, одного слушания недостаточно. Необходимо фиксировать, записывать тот поток информации, который сообщается во время лекции – научиться вести конспект лекции, где формулировались бы наиболее важные моменты, основные положения, излагаемые лектором. Для ведения конспекта лекции следует использовать тетрадь. Ведение конспекта на листочках не рекомендуется, поскольку они не так удобны в использовании и часто теряются. При оформлении конспекта лекции необходимо оставлять поля, где студент может записать свои собственные мысли, возникающие параллельно с мыслями, высказанными лектором, а также вопросы, которые могут возникнуть в процессе слушания, чтобы получить на них ответы при самостоятельной проработке материала лекции, при изучении рекомендованной литературы или непосредственно у преподавателя в конце лекции. Составляя конспект лекции, следует оставлять значительный интервал между строчками. Это связано с тем, что иногда возникает необходимость вписать в первоначальный текст лекции одну или несколько строчек, имеющих принципиальное значение и почерпнутых из других источников. Расстояние между строками необходимо также для подчеркивания слов или целых групп слов (такое подчеркивание вызывается необходимостью привлечь внимание к данному месту в тексте при повторном чтении). Обычно подчеркивают определения, выводы.

Также важно полностью без всяких изменений вносить в тетрадь схемы, таблицы, чертежи и т.п., если они предполагаются в лекции. Для того, чтобы совместить механическую запись с почти дословным фиксированием наиболее важных положений, можно использовать системы условных сокращений. В первую очередь сокращаются длинные слова и те, что повторяются в речи лектора чаще всего. При этом само сокращение должно быть по возможности кратким.

Самостоятельная работа студентов по подготовке к практическому занятию должна начинаться с ознакомления с планом занятия, который включает в себя вопросы, выносимые на обсуждение, рекомендации по подготовке к практическому занятию, рекомендуемую литературу к теме. Изучение материала следует начать с просмотра конспектов лекций. Восстановив в памяти материал, студент приводит в систему основные положения темы, вопросы темы, выделяя в ней главное и новое, на что обращалось внимание в лекции. Затем следует внимательно прочитать соответствующую главу учебника.

Для более углубленного изучения вопросов рекомендуется конспектирование основной и дополнительной литературы. Читая рекомендованную литературу, не стоит пассивно принимать к сведению все написанное, следует анализировать текст, думать над ним, этому способствуют записи по ходу чтения, которые превращают чтение в процесс. Записи могут вестись в различной форме: развернутых и простых планов, выписок (тезисов), аннотаций и конспектов.

Практические работы являются основными видами учебных занятий, направленными на экспериментальное (практическое) подтверждение теоретических положений и формирование общепрофессиональных и профессиональных компетенций. Они составляют важную часть теоретической и профессиональной практической подготовки.

В процессе практической работы как вида учебного занятия студенты выполняют одно или несколько заданий  под руководством преподавателя в соответствии с изучаемым содержанием учебного материала.  

Формы организации студентов при проведении практических работ: фронтальная, групповая и индивидуальная. При фронтальной форме организации занятий все студенты выполняют одновременно одну и ту же работу. При групповой форме организации занятий одна и та же работа выполняется группами по 2 - 5 человек. При индивидуальной форме организации занятий каждый студент выполняет индивидуальное задание.  

Текущий контроль учебных достижений по результатам выполнения лабораторных работ проводится в соответствии с системой оценивания (рейтинговой, накопительной и др.), а также формами и методами (как традиционными, так и инновационными, включая компьютерные технологии), указанными в рабочей программе дисциплины (модуля). Текущий контроль проводится в пределах учебного времени, отведенного рабочим учебным планом на освоение дисциплины, результаты заносятся в журнал учебных занятий.

Самостоятельная работа обучающихся– это планируемая учебная, учебно-исследовательская, научно-исследовательская  работа, выполняемая во внеаудиторное время по заданию и при методическом руководстве преподавателя, но без его непосредственного участия.

Объем самостоятельной работы определяется учебным планом основной профессиональной образовательной программы (ОПОП), рабочей программой дисциплины (модуля).

Самостоятельная работа организуется и проводится с целью формирования компетенций, понимаемых как способность применять знания, умения и личностные качества для успешной практической деятельности, в том числе:

- формирования умений по поиску и использованию нормативной, правовой, справочной и специальной литературы, а 

 
стр. 9
УП: 01.03.01_2024_634.plx
 
также других источников информации;

- качественного освоения и систематизации полученных теоретических знаний, их углубления и расширения по применению на уровне межпредметных связей;

- формирования умения применять полученные знания на практике (в профессиональной деятельности) и закрепления практических умений обучающихся;

- развития познавательных способностей, формирования самостоятельности мышления обучающихся;

- совершенствования речевых способностей обучающихся;

- формирования необходимого уровня мотивации обучающихся к систематической работе для получения знаний, умений и владений в период учебного семестра, активности обучающихся, творческой инициативы, самостоятельности, ответственности и организованности;

- формирования способностей к саморазвитию (самопознанию, самоопределению, самообразованию, самосовершенствованию, самореализации и саморегуляции);

- развития научно-исследовательских навыков;

- развития навыков межличностных отношений.

К самостоятельной работе по дисциплине (модулю) относятся: проработка теоретического материала дисциплины (модуля);подготовка к семинарским и практическим занятиям, в т.ч. подготовка к текущему контролю успеваемости обучающихся(текущая аттестация); подготовка к практическим работам; подготовка к промежуточной аттестации (зачётам, экзаменам).

Виды, формы и объемы самостоятельной работы обучающихся при изучении дисциплины (модуля) определяются:

- содержанием компетенций, формируемых дисциплиной (модулем);

- спецификой дисциплины (модуля), применяемыми образовательными технологиями;

- трудоемкостью СР, предусмотренной учебным планом;

- уровнем высшего образования (бакалавриат, специалитет, магистратура, аспирантура), на котором реализуется ОПОП;

- степенью подготовленности обучающихся.