Ders AdıKodu Yerel KrediAKTS Ders (saat/hafta)Uygulama (saat/hafta)Laboratuar (saat/hafta)
Lineer Fark DenklemleriMAT453035300
ÖnkoşullarYok
YarıyılGüz, Bahar
Dersin Diliİngilizce, Türkçe
Dersin SeviyesiLisans
Dersin TürüSeçmeli @ Matematik Lisans Programı
Ders KategorisiUzmanlık/Alan Dersleri
Dersin Veriliş ŞekliYüz yüze
Dersi Sunan Akademik BirimMatematik Bölümü
Dersin KoordinatörüSebahat Ebru DAŞ
Dersi Veren(ler)Nuran Güzel, Sebahat Ebru DAŞ, Selmahan Selim
Asistan(lar)ı
Dersin AmacıBu dersin amacı, öğrencilerin lineer fark denklemlerinin teorik temellerini öğrenmelerini, bu denklemleri çözümleme ve yorumlama becerisi kazanmalarını sağlamaktır. Ders kapsamında, fark denklemlerinin çözüm yöntemleri, başlangıç değer problemleri, homojen ve homojen olmayan sistemler ile uygulamalı örnekler ele alınarak öğrencilerin matematiksel düşünme, modelleme ve analitik çözüm becerilerinin geliştirilmesi hedeflenmektedir. Ayrıca, ders sonunda öğrencilerin fark denklemlerini mühendislik, ekonomi, biyoloji ve bilgisayar bilimleri gibi farklı disiplinlerde modelleme aracı olarak kullanabilecek düzeye ulaşmaları amaçlanmaktadır.
Dersin İçeriğiFark denklemlerine giriş; Birinci mertebeden lineer fark denklemleri; Birinci mertebeden fark denklemlerinin denge noktalarının local stabilitesi için gereken kriterlerin belirlenmesi; Yüksek mertebeden sabit katsayılı lineer homojen fark denklemleri; Belirsiz Katsayılar Yöntemi; Sabitin Değişimi Yöntemi; Lineer fark denklemleri sistemleri; Stabilite Teorisi; Z ve ters Z-Dönüşümü.
Ders Kitabı / Malzemesi / Önerilen Kaynaklar
  • Soykan Yüksel, Göcen Melih, Gümüş Mehmet. Lineer Fark Denklemleri, 1. Basım, Seçkin Yayıncılık, 2017.
Opsiyonel Program BileşenleriYok

Ders Öğrenim Çıktıları

  1. Fark denklemlerinin temel kavramlarını ve özelliklerini açıklayabileceklerdir.
  2. Birinci ve yüksek mertebeden lineer fark denklemlerini çözüm yöntemleriyle uygulayabileceklerdir.
  3. Homojen ve homojen olmayan fark denklemlerini ayırt eder ve uygun çözüm stratejileri geliştirebileceklerdir.
  4. Lineer fark denklemleri sistemlerini analiz edip çözebileceklerdir.
  5. Z-dönüşümü yöntemini fark denklemlerinin çözümünde kullanabileceklerdir.
  6. Fark denklemlerini mühendislik, ekonomi, biyoloji ve bilgisayar bilimleri gibi disiplinlerde modelleme aracı olarak uygulayabileceklerdir.
  7. Matematiksel düşünme ve problem çözme becerilerini geliştirerek elde edilen sonuçları yorumlayabileceklerdir.

Ders Öğrenim Çıktısı & Program Çıktısı Matrisi

DÖÇ-1DÖÇ-2DÖÇ-3DÖÇ-4DÖÇ-5DÖÇ-6DÖÇ-7

Haftalık Konular ve İlgili Ön Hazırlık Çalışmaları

HaftaKonularÖn Hazırlık
1Konu Anlatımı: Fark denklemlerine giriş, diziler ve temel kavramlar Sınıf-içi Uygulama (5 dk.): Basit bir rekürsif dizinin (örneğin Fibonacci dizisi) elle çözdürülmesi Sınıf-içi Tartışma (5 dk.): Fark denklemlerinin günlük yaşam ve disiplinler arası kullanım alanları1. Diziler ve özelliklerine ilişkin ön bilgilerin hatırlatılması. Kaynak: Ders Kitabı 2, 2-20. 2. Fark denklemlerine giriş konularını içeren bölümlerin okunması. Kaynak: Ders Kitabı 2, 40-55.
2Konu Anlatımı: Birinci mertebeden lineer fark denklemleri, önemli özel durumlar, denge noktaları Sınıf-içi Uygulama (5 dk.): Basit bir nüfus modeli üzerinden hesaplama Sınıf-içi Tartışma (5 dk.): Birinci mertebe modellerin ekonomiye uygulanabilirliği Kısa Sınav 1 (15 dk.): Ders sonunda, derste işlenen konuları içeren bir kısa sınavın yapılması 1. Diferansiyel denklemlerin nümerik çözümünde kullanılan Euler yönteminin hatırlatılması. Kaynak: Ders Kitabı 1, 20-24. 2. Birinci mertebeden lineer fark denklemleri konularını içeren bölümlerin okunması. Kaynak: Ders Kitabı 1, 1-17. 3. Kısa Sınav 1: (Diziler ve özellikleri Kaynak: Ders Kitabı 2, 2-20.
3Konu Anlatımı: Birinci mertebeden fark denklemlerinin denge noktalarının local stabilitesi için gereken kriterlerin belirlenmesi Sınıf-içi Uygulama (5 dk.): Örnek problem çözümü Sınıf-içi Tartışma (5 dk.): Lineer olmayan durumlarla farkı1. Denge noktası kavramına ilişkin ön bilgilerin hatırlanması ve etkinleştirilmesi. Kaynak: Ders Kitabı 1, 9-13. 2. Denge noktasının local stabilitesi için kriter konularını içeren bölümlerin okunması. Kaynak: Ders Kitabı, 27-35.
4Konu Anlatımı: Yüksek mertebeden sabit katsayılı lineer homojen fark denklemleri, Sınıf-içi Uygulama (5 dk.): İkinci dereceden örnek çözüm Sınıf-içi Tartışma (5 dk.): Denklemlerin diferansiyel denklemlerle benzerliği Kısa Sınav 2 (15 dk.): Ders sonunda, derste işlenen konuları içeren bir kısa sınavın yapılması 1. Fark analizine ilişkin ön bilgilerin hatırlanması ve etkinleştirilmesi. Kaynak: Ders Kitabı 1, 57-64. 2. Yüksel mertebeden sabit katsayılı lineer homojen fark denklemlerinin genel teorisi, konusunu içeren bölümün okunması. Kaynak: Ders Kitabı 1, 64-83. 3. Kısa Sınav 2: (Denge noktası ve local stabilite kriteri) Kaynak: Ders Kitabı 1, 27-35.
5Konu Anlatımı: Yüksek mertebeden sabit katsayılı nonlineer homojen fark denklemleri: Belirsiz Katsayılar Yöntemi Sınıf-içi Uygulama (5 dk.): Yöntemin bir örneğe uygulanması Sınıf-içi Tartışma (5 dk.): Gerçek hayattaki modellemesi1. Diferansiyel denklemlerin çözümünde kullanılan Belirsiz Katsayılar Yöntemine ilişkin ön bilgilerin hatırlanması ve etkinleştirilmesi. Kaynak: Ders Kitabı 1, 83-89. 2. Yüksek mertebeden sabit katsayılı nonlineer homojen fark denklemleri için Belirsiz Katsayılar Yöntemi konularını içeren bölümlerin okunması. Kaynak: Ders Kitabı 1, 83-89.
6Konu Anlatımı: Yüksek mertebeden sabit katsayılı nonlineer homojen fark denklemleri: Sabitin Değişimi Yöntemi Sınıf-içi Uygulama (5 dk.): Yöntemin bir örneğe uygulanması Sınıf-içi Tartışma (5 dk.): Homojen ve homojen olmayan denklemlerin farkları Kısa Sınav 3 (15 dk.): Ters yüz edilmiş öğrenme (flipped learning) yöntemi çerçevesinde, ders başında, öğrenciye verilen ön hazırlık görevinde yer alan konuları içeren bir kısa sınavın yapılması 1. Diferansiyel denklemlerin çözümünde kullanılan Sabitin Değişimi Yöntemine ilişkin ön bilgilerin hatırlanması ve etkinleştirilmesi. Kaynak: Ders Kitabı 1, 89-91. 2. Kısa Sınav 3 için ön hazırlık: (Diziler, denge noktası, lokal stabilite kriteri) Kaynak: Ders Kitabı 2, 2-20; Ders Kitabı 1, 27-35.
7Konu Anlatımı: Uygulamalar: Tek yıllık bitkilerin yayılımı ve çoğalması, kumarbazın iflası, milli gelir, bilgi iletimi Sınıf-içi Uygulama (5 dk.): Verilen modellerin çözümleri Sınıf-içi Tartışma (5 dk.): Gerçek yaşam problemlerine uyarlama1. Belirsiz Katsayılar ve Sabitin değişimi yöntemlerine ilişkin ön bilgilerin hatırlanması ve etkinleştirilmesi. Kaynak: Ders Kitabı 1, 83-91. 2. Tek yıllık bitkilerin yayılımı ve çoğalması, kumarbazın iflası, milli gelir, bilgi iletimi modellerini içeren bölümlerin okunması. Kaynak: Ders Kitabı 1, 104-110.
8Ara Sınav 1
9Konu Anlatımı: Lineer fark denklemleri sistemleri – Matris yöntemi Sınıf-içi Uygulama (5 dk.): 2×2 sistem çözümü Sınıf-içi Tartışma (5 dk.): Sistem çözümlerinin uygulama alanları1. Matris özellikleri, bir matrisin rankı, denklem sistemlerinin tek çözümünün olabilme koşuluna ilişkin ön bilgilerin hatırlanması ve etkinleştirilmesi. Kaynak: Ders Kitabı 1, 125-135. 2. Köşegenleştirilebilen matrisler, Jordan formu, blok köşegen matris konularını içeren bölümlerin okunması. Kaynak: Ders Kitabı 1, 135-153.
10Konu Anlatımı: Lineer periyodik fark denklem sistemleri Sınıf-içi Uygulama (5 dk.): Örnek bir sistem çözümü Sınıf-içi Tartışma (5 dk.): Lineer cebirle ilişkisi Kısa Sınav 4 (15 dk.): Ters yüz edilmiş öğrenme (flipped learning) yöntemi çerçevesinde, ders başında, öğrenciye verilen ön hazırlık görevinde yer alan konuları içeren bir kısa sınavın yapılması.1. Matris tanımları ve özelliklerine ilişkin ön bilgilerin hatırlanması ve etkinleştirilmesi. Kaynak: Ders Kitabı 1, 125-135. 2. Lineer periyodik fark denklem sistemleri konularını içeren bölümlerin okunması. Kaynak: Ders Kitabı 1, 153-159. 3. Kısa Sınav 4 için ön hazırlık: (Diziler, denge noktası, lokal stabilite kriteri, Belirsiz Katsayılar ve Sabitin değişimi yöntemleri) Kaynak: Ders Kitabı 2, 2-20; Ders Kitabı 1, 27-35; 83-91.
11Konu Anlatımı: Uygulamalar: Markov zincirleri, Düzenli Markov zincirleri, Soğurucu Markov zincirleri, Bir ticaret modeli, Isı denklemi Sınıf-içi Uygulama (5 dk.): Verilen modellerin çözümleri Sınıf-içi Tartışma (5 dk.): Gerçek yaşam problemlerine uyarlama1. Matris tanımları ve özelliklerine ilişkin ön bilgilerin hatırlanması ve etkinleştirilmesi. Kaynak: Ders Kitabı 1, 125-135. 2. Markov zincirleri, Düzenli Markov zincirleri, Soğurucu Markov zincirleri, Bir ticaret modeli, Isı denklemi konularını içeren bölümlerin okunması. Kaynak: Ders Kitabı 1, 159-173.
12Konu Anlatımı: Stabilite Teorisi Sınıf-içi Uygulama (5 dk.): Teoriye genel bakış Sınıf-içi Tartışma (5 dk.): Teorinin mühendislikteki önemi Kısa Sınav 5 (15 dk.): Ders sonunda, derste işlenen konuları içeren bir kısa sınavın yapılması 1. Bir matrisin normu kavramına ilişkin ön bilgilerin hatırlanması ve etkinleştirilmesi. Kaynak: Ders Kitabı 1, 174-176. 2. Stabilitenin notasyonları konularını içeren bölümlerin okunması. Kaynak: Ders Kitabı 1, 176-184. 3. Kısa Sınav 5: (Lineer denklem sistemlerinin çözüm yöntemleri) Kaynak: Ders Kitabı 1, 135-153.
13Konu Anlatımı: Z- Dönüşümü Sınıf-içi Uygulama (5 dk.): Z- Dönüşümünün özelliklerinin incelenmesi Sınıf-içi Tartışma (5 dk.): Disiplinler arası uygulamalar1. İntegral dönüşümler kavramına ilişkin ön bilgilerin hatırlanması ve etkinleştirilmesi. Kaynak: 1, 274-277. 2. Z-Dönüşümünün tanımı ve özellikleri konularını içeren bölümlerin okunması. Kaynak 1, 274-277.
14Konu Anlatımı: Ters Z-Dönüşümü ve fark denklemlerinin çözümü Sınıf-içi Uygulama (5 dk.): Dönüşümün örneklere uygulanması Sınıf-içi Tartışma (5 dk.): Dersin kazanımlarının mesleki yaşamdaki yeri1. Z-Dönüşümünün tanımı ve özelliklerine ilişkin ön bilgilerin hatırlanması ve etkinleştirilmesi. Kaynak 1, 274-277. 2. Ters Z-Dönüşümünün tanımı ve özellikleri konularını içeren bölümlerin okunması. Kaynak 1, 282-291. 3. Z ve ters Z-dönüşümlerinin fark denklemlerine uygulanması. Kaynak 1, 282-291.
15Konu Anlatımı: Kuvvet serisi yöntemi, kısmi kesirler yöntemi ve tersleme integral yöntemi Sınıf-içi Uygulama (5 dk.): Yöntemlerin örneklere uygulanması Sınıf-içi Tartışma (5 dk.): Dersin kazanımlarının mesleki yaşamdaki yeri1. Z- ve ters Z-Dönüşümünün tanımı ve özelliklerine ilişkin ön bilgilerin hatırlanması ve etkinleştirilmesi. Kaynak 1, 274-291. 3. Kuvvet serisi yöntemi, kısmi kesirler yöntemi ve tersleme integral yöntemi konularını içeren bölümlerin okunması. Kaynak 1, 282-291.
16Final

Değerlendirme Sistemi

EtkinliklerSayıKatkı Payı
Devam/Katılım145
Laboratuar00
Uygulama00
Arazi Çalışması00
Derse Özgü Staj00
Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği525
Ödev00
Sunum/Jüri00
Projeler00
Seminer/Workshop00
Ara Sınavlar130
Final140
Dönem İçi Çalışmaların Başarı Notuna Katkısı
Final Sınavının Başarı Notuna Katkısı
TOPLAM100

AKTS İşyükü Tablosu

EtkinliklerSayıSüresi (Saat)Toplam İşyükü
Ders Saati143
Laboratuar00
Uygulama00
Arazi Çalışması00
Sınıf Dışı Ders Çalışması143
Derse Özgü Staj00
Ödev00
Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği52
Projeler00
Sunum / Seminer00
Ara Sınavlar (Sınav Süresi + Sınav Hazırlık Süresi)130
Final (Sınav Süresi + Sınav Hazırlık Süresi)130
Toplam İşyükü :
Toplam İşyükü / 30(s) :
AKTS Kredisi :
Diğer NotlarYok