Методи регуляризації для розв’язування обернених задач (прикладна математика,магістри)
Тип: Нормативний
Кафедра: обчислювальної математики
Навчальний план
Семестр | Кредити | Звітність |
10 | 4.5 | Іспит |
Лекції
Семестр | К-сть годин | Лектор | Група(и) |
10 | 32 | професор Хапко Р. С. | ПМп-51м |
Лабораторні
Семестр | К-сть годин | Група | Викладач(і) |
10 | 16 | ПМп-51м | професор Хапко Р. С., Бешлей А. В. |
Опис курсу
У даному курсі вдало поєднуються як глибоко теоретичні результати, так і алгоритмічні аспекти. Курс розроблено таким чином, щоб ознайомити студентів з ідеями побудови методів регуляризації як для лінійних, так і для нелінійних обернених задач, принципами обґрунтування їх збіжності та аналізу похибки, нюансами алгоритмів, що реалізують ці методи.
Після завершення цього курсу студент буде
знати:
- основні методи регуляризації для лінійних та нелінійних обернених задач:
- регуляризація Тіхонова;
- метод Ландвебера;
- метод усіченого сингулярного розкладу;
- принцип нев’язки Морозова;
- метод Гаусса-Ньютона;
- метод Левенберга-Маквардта;
вміти:
- застосовувати вивчені методи до конкретних прикладних задач;
- здійснювати програмну реалізацію вивчених алгоритмів.
Курс забезпечує набуття таких компетентностей та програмних результатів навчання:
Курс забезпечує набуття таких компетентностей:
Загальні компетентності:
- ЗК01. Здатність до абстрактного мислення, аналізу та синтезу.
Фахові компетентності спеціальності:
- СК01. Знання принципів побудови та дослідження математичних моделей, а також чисельних методів їх розв’язування.
- СК02. Здатність досліджувати математичні моделі та методи їх розв’язування.
- СК03. Здатність лінеаризовувати нелінійні моделі.
- СК04. Здатність будувати дискретний аналог неперервної моделі.
- СК05. Здатність програмної реалізації алгоритмів на одній з мов програмування.
- СК07. Здатність відлагоджувати комп’ютерні програми зі складною логікою.
та програмних результатів навчання:
- ПРН01. Демонструвати знання й розуміння підходів до побудови та дослідження математичних моделей.
- ПРН02. Застосовувати, модифікувати і досліджувати чисельні методи для розв’язування прикладних задач.
- ПРН03. Розробляти та програмно реалізовувати алгоритми розв’язування прикладних задач.
- ПРН04. Розв’язувати некоректні задачі з використанням регуляризуючих методів.
- ПРН05. Зводити нелінійну задачу до послідовності лінійних задач.
- ПРН06. Визначати найбільш ефективний метод розв’язування задачі з точки зору обчислювальних затрат та точності отриманих результатів.
Рекомендована література
Основна література
- Chapko R., Johansson B.T. Calculating heat and wave propagation from lateral Cauchy data // Український математичний журнал. – 2022. – Vol.74, №2 – P. 274-285. (DOI: 10.37863/umzh.v74i2.6880).
- Chapko R., Mindrinos L. On the numerical solution of a hyperbolic inverse boundary value problem in bounded domains // Mathematics. – 2022. – Vol.750, №10 – P. 1-11 (DOI: 10.3390/math10050750)
- Borachok I., Chapko R., Johansson B.T. An inverse elastodynamic data reconstruction // Journal of Engineering Mathematics. – 2022. – Vol.134, №3 – P. 1-13 (DOI: 10.1007/s10665-022-10219-6).
- Kirsch A. An Introduction to the Mathematical Theory of Inverse Problems, Springer Verlag, New York, 2nd ed., 2012.
- Rieder A. Keine Problem mit inversen Problemen.- Vieweg & Sohn, Braunschweig, 2003.
Додаткова література
- Engl H., Hanke M., Neuebauer A. Regularization of Inverse Problems.- London: Kluwer, 1996.
- Burger M. Inverse Problems, Lecture notes, Institut für Numerische und Angewandte Mathematik, Universität Münster,2021.
- Hohage T. Inverse Problems, Lecture notes,Institut für Numerische und Angewandte Mathematik, Universität Göttingen, 2020.