Anno accademico 2023-2024

SISTEMI DINAMICI APPLICATI

Docenti

Dimitri Breda
Totale crediti
6
Periodo didattico
Primo Periodo
Tipologia
Affine/Integrativa
Prerequisiti. – argomenti del corso “Teoria e Metodi di Approssimazione”

– verranno richiamati ed utilizzati argomenti di analisi funzionale e complessa, ciò non precludendo la frequenza e l’apprendimento anche a chi non possedesse tali prerequisiti.

Metodi didattici. – lezioni teoriche frontali

– laboratori su implementazione e uso di metodi per sistemi dinamici

– possibili brevi seminari su argomenti specifici.

Modalità di verifica. Esame orale con discussione sul programma e le attività laboratoriali del corso, con domande di verifica sugli aspetti sia teorici che applicativi, dimostrazioni di teoremi ed eventuali esercizi riguardanti lo studio della dinamica di semplici sistemi. Per i criteri di assegnazione del voto si veda https://www.uniud.it/it/didattica/corsi/area-scientifica/scienze-matematiche-informatiche-multimediali-fisiche/laurea/matematica/studiare/criteri-guida-di-assegnazione-del-voto-degli-esami-di-profitto/view
Altre informazioni. – i crediti del corso sono riconosciuti per il Percorso Formativo 24 CFU – DM 616/2017 (A-28 “Matematica e Scienze”)

– lingua di insegnamento: Italiano (l’insegnamento può essere tenuto in lingua Inglese, su proposta della struttura didattica competente)

– le dispense del corso, scritte dal docente in lingua Inglese, risultano complete ed auto-contenute rispetto al programma, comprensive anche delle attivita di laboratorio previste e dei relativi codici

– sono disponibili diversi argomenti per progetti di tesi, specialmente nel campo dell’analisi numerica e qualitativa di dinamiche di popolazioni.

Obiettivi formativi
Si tratta di un corso avanzato orientato allo studio dei sistemi dinamici nei loro aspetti di carattere maggiormente numerico e applicativo. Lo studente dovrà:

Conoscenza e comprensione:

– conoscere gli aspetti base dell’analisi dinamica di un sistema

– avere chiaro lo schema dell’analisi di stabilità locale attraverso il principio di linearizzazione

– apprendere le linee guida per studiare i cambi di comportamento dinamico al variare dei parametri coinvolti

– comprendere i fondamenti dei metodi numerici di continuazione e di analisi spettrale, anche in contesti infinito-dimensionali

– familiarizzare con alcune differenze essenziali dell’analisi in spazi a dimensione finita e infinita

Capacità di applicare conoscenza e comprensione:

– essere in grado di impostare l’analisi qualitativa e numerica di certe soluzioni e della loro stabilità saper effettuare un’analisi base della dinamica al variare di parametri saper applicare metodi numerici per lo studio della dinamica a modelli matematici anche realistici

Autonomia di giudizio:

– saper individuare le fasi essenziali e i metodi adatti per l’analisi della dinamica

Abilità comunicative:

– saper presentare l’analisi dei comportamenti dinamici anche ad un pubblico non specialista

– saper discutere le caratteristiche principali di certi modelli matematici

Capacità di apprendimento:

– approfondire in maniera autonoma a partire dalla bibliografia consigliata

– estendere i risultati e i metodi appresi ad altri modelli.

Allegato B2: https://www.uniud.it/it/didattica/corsi/area-scientifica/scienze-matematiche-informatiche-multimediali-fisiche/laurea-magistrale/matematica/corso/regolamento-corso/all-B2

Contenuti
Il corso si concentra sulle tematiche dell’analisi di stabilità e biforcazione di equilibri e orbite periodiche di sistemi dinamici sulla base del principio di stabilità linearizzata. I sistemi trattati sono a tempo continuo e fanno riferimento sia ad equazioni differenziali ordinarie (prima parte) che a problemi su spazi di Banach infinito-dimensionali (seconda parte), attraverso lo studio di equazioni funzionali differenziali e integrali con ritardo. Il programma prevede argomenti base e avanzati sia di analisi matematica e funzionale (es. sistemi fondamentali di soluzioni, esponenziali di matrici, teoria di Floquet, esponenti di Lyapunov, teoria dei semigruppi e dei loro generatori e relativa teoria spettrale) sia, in parallelo, di analisi numerica, necessari ad affrontare i problemi di interesse dal punto di vista applicativo e computazionale (es. metodi di continuazione e biforcazione, metodi per problemi ai limiti, approssimazione di spettri di operatori). Il corso prevede esperienze di laboratorio concernenti l’analisi della dinamica di modelli base di particolare interesse applicativo. Circa le applicazioni, il contesto si riferisce in particolare alle dinamiche di popolazioni, con enfasi su modelli sia classici che avanzati nei campi dell’epidemiologia e dell’ecologia. Per il suo carattere avanzato, i contenuti e le modalità d’esame potranno variare, anche in relazione agli interessi dei partecipanti.
Testi di riferimento
Dispense del corso scritte dal docente in lingua Inglese, complete di attività di laboratorio, relativi codici e bibliografia di riferimento rispetto ai diversi argomenti trattati, rese disponibili sulla pagina e-learning del corso previa iscrizione (https://elearning.uniud.it/moodle/).