Integraalimuunnokset (3 op)

Osaamistavoitteet (Opintojakso)

Tällä opintojaksolla sinä opit teoreettisen sähkötekniikan kannalta keskeisimmpiä matemaattisia menetelmiä

Opintojakson jälkeen sinä
• osaat käyttää Laplace-muunnosta ja soveltaa sitä differentiaaliyhtälöiden ratkaisemiseen
• ymmärrät siirtofunktion lineaarisen järjestelmän ominaisuuksien kuvaamisessa
• osaat esittää jaksolliset funktiot Fourier-sarjana
• osaat tulkita funktion spektrin ja Fourier-kerrointen välisen yhteyden
• tunnistat Fourier-muunnoksen / FFT:n käyttämisen työkaluohjelmilla

Sisältö (Opintojakso)

Laplace-muunnoskaavat, Laplace-muunnoksen soveltaminen differentiaaliyhtälön ratkaisuun, siirtofunktio lineaarisen järjestelmän ominaisuuksien kuvaamisessa. Jaksollisten funktioiden esittäminen Fourier-sarjojen avulla, funktion spektri, Fourier-muunnoksen / FFT:n käyttäminen työkaluohjelmilla.

Esitietovaatimukset (Opintojakso)

Differentiaalilaskenta ja Integraalilaskenta
tai vastaavat tiedot

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1-2) (Opintojakso)

Opiskelija osaa tehdä yksinkertaisia Laplace-muunnoksia taulukoiden ja laskimen avulla sekä käyttää sitä tilanteissa, jotka ovat käsiteltyjen tehtävien kaltaisia. Opiskelija osaa laskea jaksollisen funktion Fourier-kertoimia laskimen avulla. Opiskelija ottaa vastuun omasta opiskelustaan ja suoriutuu tehtävistä ryhmän tukemana.

Arviointikriteerit, hyvä (3-4) (Opintojakso)

Edellisten lisäksi opiskelija osaa käyttää Laplace-muunnosta lineaaristen differentiaaliyhtälöiden ratkaisemiseen ja ymmärtää Fourier-sarjan jaksollisen funktion esittämisenä eri taajuisten aaltomuotojen summana. Opiskelija osaa perustella ratkaisut. Opiskelija suoriutuu annetuista tehtävistä itsenäisesti ja ottaa vastuun myös ryhmän suoriutumisesta.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5) (Opintojakso)

Edellisen lisäksi opiskelijalla on kokonaisvaltainen käsitys opintojakson asioista ja niiden käytöstä ongelmien ratkaisuun sekä taito esittää ja perustella loogisesti valitut ratkaisut. Opiskelija on erittäin motivoitunut ja ottaa sitoutuneesti vastuuta omasta ja ryhmän suoriutumisesta.

Aika ja paikka

Opetus lukujärjestyksen mukaisesti.

Tenttien ja uusintatenttien ajankohdat

Koe 9.5.2025 klo 12-15 luokassa B2-37.

Uusintakokeet:
1. uusintakoe 14.5.2025 klo 16.00-19.00 luokassa B4-18 & B4-27.
2. uusintakoe 4.6.2025 klo 16.00-19.00 luokassa B4-18 & B4-27.

Hyväksyttyä arvosanaa voi korottaa vain kerran.

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

Opintojakso arvioidaan asteikolla 0-5.

Kotitehtävistä on mahdollista saada yhteensä 6 pistettä. Kokeen maksimipistemäärä 34 pistettä. Yhteispistemäärä on täten 40 pistettä. Kotitehtävät palautetaan sähköisesti TUNI Moodleen.

Arvosana määräytyy kotitehtävien ja kokeen yhteispistemäärän perusteella. Arvosanan 1 saa noin 12 pisteellä yhteispistemäärästä, kuitenkin siten, että kokeesta pitää saada vähintään 6 pistettä.

Arviointiasteikko

0-5

Opiskelumuodot ja opetusmenetelmät

Lähiopetus, etäopetus, itsenäinen opiskelu, harjoitukset ja kotitehtävät, videomateriaalit, tentti.

Oppimateriaalit

Oppimateriaalimonisteita:
* Ruokonen - Mäkinen: Differentiaaliyhtälöitä
• Timo Mäkelä, Insinöörin perusmatematiikka 2: Laplace-muunnokset
• Ulla Miekkala: Lineaariset järjestelmät

Opetusmonistetiedostot löytyvät myös TUNI Moodlesta
Tekniikan Kaavasto, Tammertekniikka; 2. tai uudempi painos
Symbolinen laskin TI-Nspire CX Cas tai vastaava

Opiskelijan ajankäyttö ja kuormitus

Opetusta 1 kerta 3 h / vko. Opiskelijan oletettu kokonaisajankäyttö 81 tuntia (27 tuntia / opintopiste)

Sisällön jaksotus

Differentiaaliyhtälöt
Laplace-muunnos sovelluksineen
• erikoisfunktioita
• lineaarinen järjestelmä, siirtofunktio
• sovelluksia
Fourier-muunnokset sovellutuksineen

Toteutuksen valinnaiset suoritustavat

Ei ole.

Harjoittelu- ja työelämäyhteistyö

Ei ole.

Kansainvälisyys

Ei ole.

Lisätietoja opiskelijoille

Ennen tämän kurssin suorittamista opiskelijan oletetaan suorittaneen kurssin Insinöörimatematiikka (tai entiset kurssit Differentiaalilaskenta ja Integraalilaskenta) ja hallitsevan kyseisillä kursseilla opiskellut tiedot.