Ders AdıKodu Yerel KrediAKTS Ders (saat/hafta)Uygulama (saat/hafta)Laboratuar (saat/hafta)
Kısmi Diferansiyel DenklemlerMAT317237220
ÖnkoşullarYok
YarıyılBahar
Dersin Diliİngilizce, Türkçe
Dersin SeviyesiLisans
Dersin TürüZorunlu @ Matematik Lisans Programı
Ders KategorisiTemel Meslek Dersleri
Dersin Veriliş ŞekliYüz yüze
Dersi Sunan Akademik BirimMatematik Bölümü
Dersin KoordinatörüÖzgür Yıldırım
Dersi Veren(ler)Özgür Yıldırım, Selmahan Selim
Asistan(lar)ı
Dersin AmacıBu dersin amacı, matematiksel düşünceyi geliştirmek ve matematik, fizik ve mühendislikte karşılaşılan problemleri çözebilmektir.
Dersin İçeriğiKısmi diferensiyel denklemlerin (KDD) tanımı, çözüm kavramı; Cauchy problemleri; bazı özel tipteki KDD’lerin çözüm yöntemleri; birinci mertebeden doğrusal veya doğrusal olmayan KDD’lerin çözümleri; ikinci mertebeden doğrusal KDD’lerin kanonik hale getirilmeleri, ikinci mertebeden doğrusal KDD’ler için başlangıç ve sınır değer problemleri; ikinci mertebeden doğrusal KDD’ler için başlangıç ve sınır değer problemleri; dalga denklemi, ısı denklemi, enerji yöntemi.
Ders Kitabı / Malzemesi / Önerilen Kaynaklar
  • Çağlıyan, Mehmet, Çelebi, Okay. Kısmi Diferansiyel Denklemler. Dora Yayınları, 2021.
  • Anar, İbrahim Ethem. Kısmi Diferansiyel Denklemler. Palme Yayınevi, 2007.
Opsiyonel Program BileşenleriYok

Ders Öğrenim Çıktıları

  1. Kısmi diferansiyel denklemleri açıklayarak, sınıflandırmalarını yapabileceklerdir.
  2. Birinci mertebeden ve ikinci mertebeden KDD’leri çözebileceklerdir
  3. Isı denklemlerini ifade ederek, çözümün varlığını ve tekliğini gösterebileceklerdir.
  4. Parabolik, eliptik ve hiperbolik denklemleri çözebileceklerdir
  5. Dalga denklemini tanımlayarak, enerji metodunu ifade edebileceklerdir.

Ders Öğrenim Çıktısı & Program Çıktısı Matrisi

DÖÇ-1DÖÇ-2DÖÇ-3DÖÇ-4DÖÇ-5

Haftalık Konular ve İlgili Ön Hazırlık Çalışmaları

HaftaKonularÖn Hazırlık
1Konu Anlatımı: Kısmi diferansiyel denklemlere (KDD) giriş ve bazı temel kavramlar, çeşitli çözüm yöntemleri 1. Sınıf-içi Uygulama (10 dk.): Adi diferansiyel denklemlerde temel kavramları ve çözüm yöntemlerini hatırlatacak örneklerin yaptırılması Adi diferansiyel denklemlerde temel kavramların ve çözüm yöntemlerinin hatırlanması ve etkinleştirilmesi. Kaynaklar: [1] 9-16; 24-33; 70. 2. Sınıf-içi Tartışma (5 dk.): Bu çözüm yöntemlerinin KDD’de kullanımının tartışılması1. Sınıf-içi Uygulama (10 dk.): Adi diferansiyel denklemlerde temel kavramları ve çözüm yöntemlerini hatırlatacak örneklerin yaptırılması Adi diferansiyel denklemlerde temel kavramların ve çözüm yöntemlerinin hatırlanması ve etkinleştirilmesi. Kaynaklar: [1] 9-16; 24-33; 70. 2. Sınıf-içi Tartışma (5 dk.): Bu çözüm yöntemlerinin KDD’de kullanımının tartışılması KDD’ lerin tanımı ve bazı temel kavramları konularını içeren bölümlerin okunması. Kaynaklar: Ders Kitabı [2], 31-32. Ders Kitabı [3], 1-
2Konu Anlatımı: Verilen bir çözüm yüzeyinden KDD’in üretilmesi, vektör alanları, integral eğrileri ve integral yüzeyleri, birinci mertebeden KDD’lerin çözüm metotları 1. Yüzeyler, yüzey normalleri ve üç boyutlu uzayda eğriler kavramlarının hatırlanması. Kaynaklar: Ders Kitabı [1], 7-18. Ders Kitabı [2], 1-7, 33. 2 Sınıf-içi Uygulama (10 dk.): Verilen bir çözüm yüzeyinden KDD’in üretilmesine yönelik bir örnek yaptırılması 2. Vektör alanları, integral eğrileri ve integral yüzeyleri konularını içeren bölümlerin okunması. Kaynaklar: Ders Kitabı [1], 28- 50. Ders Kitabı [2], 8-17; 46-58. Kısa Sınav 1 (15-25 dk.): Ders sonunda, derste işlenen konuları kapsayan bir kısa sınavın yapılması1. Yüzeyler, yüzey normalleri ve üç boyutlu uzayda eğriler kavramlarının hatırlanması. Kaynaklar: Ders Kitabı [1], 7-18. Ders Kitabı [2], 1-7, 33. 2 Sınıf-içi Uygulama (10 dk.): Verilen bir çözüm yüzeyinden KDD’in üretilmesine yönelik bir örnek yaptırılması 2. Vektör alanları, integral eğrileri ve integral yüzeyleri konularını içeren bölümlerin okunması. Kaynaklar: Ders Kitabı [1], 28- 50. Ders Kitabı [2], 8-17; 46-58. Kısa Sınav 1 (15-25 dk.): Ders sonunda, derste işlenen konuları kapsayan bir kısa sınavın yapılması 3. Kısa Sınav 1: (bazı KDD’lerin çözümünü bulma, verilen bir çözüm yüzeyinden KDD’nin üretilmesi
3Konu Anlatımı: Yarı lineer ve lineer olmayan KDD'ler; Lagrange Charpit yöntemi 1. Sınıf-içi Uygulama (10 dk.): Lagrange- Charpit yöntemini kullanarak bir KDD’in çözümününün bulunması Yarı lineer KDD’ler konusunu içeren bölümlerin okunması. Kaynaklar: Ders Kitabı [1], 66-69. Ders Kitabı [2], 46-53. 2. Sınıf-içi Tartışma (5 dk.): Denklemin tam diferansiyel denkleme dönüştürülmesine ilişkin bir tartışmanın yapılması1. Sınıf-içi Uygulama (10 dk.): Lagrange- Charpit yöntemini kullanarak bir KDD’in çözümününün bulunması Yarı lineer KDD’ler konusunu içeren bölümlerin okunması. Kaynaklar: Ders Kitabı [1], 66-69. Ders Kitabı [2], 46-53. 2. Sınıf-içi Tartışma (5 dk.): Denklemin tam diferansiyel denkleme dönüştürülmesine ilişkin bir tartışmanın yapılması Lagrange- Charpit yöntemini içeren bölümlerin okunması. Kaynaklar: Ders Kitabı [1],104-113. Ders Kitabı [2], 46-48; 73-80.
4Konu Anlatımı: İkinci mertebeden KDD’lere giriş, KDD’lerin sınıflandırılması; ikinci mertebeden değişken katsayılı bazı özel lineer KDD’ler Sınıf-içi Tartışma (5 dk.): KDD’lerin sınıflandırılmasının öneminin tartışılması 1. KDD’lerin sınıflandırılması konusunu içeren bölümlerin okunması. Kaynaklar: Ders Kitabı [1], 148-150. Ders Kitabı [2], 122-123. Kısa Sınav 2 (15-25 dk.): Lagrange Charpit yöntemi ve KDD’nin 2. Kısa Sınav 2: (Lagrange Charpit yöntemi ve KDD’nin sınıflandırılması). sınıflandırılmasını kapsayan bir kısa sınavın yapılması KDD’lerin sınıflandırılması konusunu içeren bölümlerin okunması. Kaynaklar: Ders Kitabı [1], 148-150. Ders Kitabı [2], 122-123. Kısa Sınav 2 (15-25 dk.): Lagrange Charpit yöntemi ve KDD’nin 2. Kısa Sınav 2: (Lagrange Charpit yöntemi ve KDD’nin sınıflandırılması).
5Konu Anlatımı: İkinci mertebeden değişken katsayılı bazı özel lineer KDD’ler Değişken katsayılı bazı özel lineer KDD’ler konusunu içeren bölümlerin okunması. Kaynak: Ders Kitabı [2], 116-121
6Konu Anlatımı: İkinci mertebeden KDD’lerin kanonik formları ve dönüşümleri 6 Sınıf-içi Uygulama (10 dk.): Bir KDD’nin kanonik forma dönüştürülmesine yönelik uygulama yaptırılması 1. KDD’lerin kanonik forma indirgeme konusunu içeren bölümün okunması. Kaynak: Ders Kitabı [2], 124-131. Kısa Sınav 3 (15-25 dk.): Ders sonunda, derste işlenen konuları içeren bir kısa sınavın yapılması KDD’lerin kanonik forma indirgeme konusunu içeren bölümün okunması. Kaynak: Ders Kitabı [2], 124-131. Kısa Sınav 3 (15-25 dk.): Ders sonunda, derste işlenen konuları içeren bir kısa sınavın yapılması 2. Kısa Sınav 3: (Kanonik forma indirgeme, değişken katsayılı KDD’lerin çözümü).
7Konu Anlatımı: Sabit katsayılı lineer KDD’lerin çözümleri 1. Sınıf-içi Uygulama (10 dk.): Sabit katsayılı diferansiyel denklemlerin çözümüne yönelik uygulama yaptırılması Sabit katsayılı adi diferansiyel denklemlerin çözüm yöntemlerinin hatırlanması ve etkinleştirilmesi. Kaynak: [1] 133-142. 2. Sınıf-içi Tartışma (5 dk.): Adi diferansiyel denklemin çözüm yönteminin KDD’ye uyarlanmasına ilişkin tartışmanın yapılmasıSabit katsayılı adi diferansiyel denklemlerin çözüm yöntemlerinin hatırlanması ve etkinleştirilmesi. Kaynak: [1] 133-142. 2. Sınıf-içi Tartışma (5 dk.): Adi diferansiyel denklemin çözüm yönteminin KDD’ye uyarlanmasına ilişkin tartışmanın yapılması Sabit katsayılı lineer KDD’lerin çözümleri konusunu içeren bölümün okunması. Kaynak: Ders Kitabı [1], 131-145. Ders Kitabı [2], 102-115.
8Ara Sınav 1
9Konu Anlatımı: Dalga ve ısı denklemlerinin modellenmesi; Kdd.ler için değişkenlerine ayırma metodu Dalga denklemi konusunu içeren bölümün okunması. Kaynaklar: Ders Kitabı [1], 399- 401. Ders Kitabı [3], 121-126; 143-154 2. Sınıf-içi Tartışma (5 dk.): Dalga ve ısı denklemlerinin fiziksel özelliklerinin tartışılması Konu Anlatımı: Dalga ve ısı denklemlerinin modellenmesi; Kdd.ler için değişkenlerine ayırma metodu Dalga denklemi konusunu içeren bölümün okunması. Kaynaklar: Ders Kitabı [1], 399- 401. Ders Kitabı [3], 121-126; 143-154 2. Sınıf-içi Tartışma (5 dk.): Dalga ve ısı denklemlerinin fiziksel özelliklerinin tartışılması Isı denklemi konusunu içeren bölümün okunması. Kaynaklar: Ders Kitabı [1], 508. Ders Kitabı [2], 209. Ders Kitabı [3], 11- 14. 3. Değişkenlerine ayırma yöntemini içeren bölümün okunması. Kaynak: Ders Kitabı [2], 233-239.
10Konu Anlatımı: Isı denklemleri için başlangıç ve sınır değer problemleri, Isı denklemlerinin değişkenlerine ayırma metodu yardımıyla çözülmesi Sınıf-içi Uygulama (10 dk.): Bir ısı denkleminin çözümüne yönelik bir örnek yaptırılmasıIsı denkleminin değişkenlerine ayırma metodu yardımıyla çözülmesi konusunu içeren bölümün okunması. Kaynaklar: Ders Kitabı [1], 514-518. Ders Kitabı [2], 247- 249. Ders Kitabı [3], 35-41.
11Konu Anlatımı: Isı denklemleri: Çözümün tekliği, enerji metodu, Maksimum prensibi Sınıf-içi Tartışma (5 dk.): Enerji metodunun fiziksel anlamının tartışılması Isı denklemin çözümünün tekliği, Maksimum prensibi konularını içeren bölümlerin okunması. Kaynak: Ders Kitabı [2], 221-223.
12Konu Anlatımı: Dalga denklemleri için başlangıç ve sınır değer problemleri, Dalga denklemleri için değişkenlerin ayırma yöntemi 12 Sınıf-içi Uygulama (15 dk.): Bir dalga denkleminin çözümü üzerine bir örnek yaptırılması 1. Dalga denklemleri için değişkenlerine ayırma yöntemi konusunu içeren bölümün okunması. Kaynak: Ders Kitabı [2], 247- Sınıf-içi Tartışma (5 dk.): Dalga denklemi için başlangıç ve sınır 249. koşullarının fiziksel anlamlarının tartışılmasıDalga denklemleri için değişkenlerine ayırma yöntemi konusunu içeren bölümün okunması. Kaynak: Ders Kitabı [2], 247- Sınıf-içi Tartışma (5 dk.): Dalga denklemi için başlangıç ve sınır 249.
13Konu Anlatımı: Dalga denklemlerinin D'Alembert formülü kullanılarak çözülmesi Sınıf-içi Uygulama (15 dk.): D'Alembert formülü kullanarak bir dalga denkleminin çözümü üzerine bir örnek yaptırılması 1. Dalga denklemlerinin D'Alembert formülü kullanılarak çözülmesi konusunu içeren bölümün okunması. Kaynaklar: Ders Kitabı [2], 149-152. Ders Kitabı [3], 19-135. Kısa Sınav 4 (15-25 dk.): Isı ve dalga denklemlerinin çözümü üzerine bir kısa sınavDalga denklemlerinin D'Alembert formülü kullanılarak çözülmesi konusunu içeren bölümün okunması. Kaynaklar: Ders Kitabı [2], 149-152. Ders Kitabı [3], 19-135. Kısa Sınav 4 (15-25 dk.): Isı ve dalga denklemlerinin çözümü üzerine bir kısa sınav 2. Kısa Sınav 4: (ısı ve dalga denklemlerinin çözümleri).
14Konu Anlatımı: Dalga denklemlerinin çözümü ve enerji metodu 14 Sınıf-içi Tartışma (5 dk.): Dalga denklemi ve toplam enerji üzerine tartışma yapılmasıEnerji metodu konusunu içeren bölümün okunması. Kaynak: Ders Kitabı [1], 428- 441.
15Konu Anlatımı: Laplace ve Poisson denklemleri Sınıf-içi Tartışma (5 dk.): Laplace ve Poisson denklemleri arasındaki farkın tartışılmasıLaplace ve Poisson denklemleri ile ilgili bölümlerin okunması. Kaynaklar: Ders Kitabı [1], 187-200. Ders Kitabı [2], 173- 186.
16Final

Değerlendirme Sistemi

EtkinliklerSayıKatkı Payı
Devam/Katılım
Laboratuar
Uygulama
Arazi Çalışması
Derse Özgü Staj
Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği430
Ödev
Sunum/Jüri
Projeler
Seminer/Workshop
Ara Sınavlar130
Final140
Dönem İçi Çalışmaların Başarı Notuna Katkısı
Final Sınavının Başarı Notuna Katkısı
TOPLAM100

AKTS İşyükü Tablosu

EtkinliklerSayıSüresi (Saat)Toplam İşyükü
Ders Saati144
Laboratuar
Uygulama
Arazi Çalışması
Sınıf Dışı Ders Çalışması144
Derse Özgü Staj
Ödev
Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği49
Projeler
Sunum / Seminer
Ara Sınavlar (Sınav Süresi + Sınav Hazırlık Süresi)120
Final (Sınav Süresi + Sınav Hazırlık Süresi)130
Toplam İşyükü :
Toplam İşyükü / 30(s) :
AKTS Kredisi :
Diğer NotlarYok