pl en
Basics of mathematics
Educational subject description sheet

Basic information

Study programme
Analiza i przetwarzanie danych
Speciality
-
Organizational unit
Faculty of Mathematics and Computer Sciences
Study level
Second-cycle programme
Study form
Full-time
Education profile
General academic
Didactic cycle
2026/27
Subject code
06APDS.21.00314.26
Lecture languages
Polish
Course type
Obligatory
Block
Major subjects
Subject coordinator
Piotr Kasprzak
Lecturer
Piotr Kasprzak, Bernadeta Tomasz
Period
Semester 1
Activities and hours
  • Classes: 75, Graded credit
Number of ECTS points
7

Goals

Code Goal
C1 Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z wybranymi narzędziami i metodami matematyki stosowanymi przez analityków danych.

Entry requirements

Brak

Subject learning outcomes

Code Outcomes in terms of Learning outcomes Examination methods
Knowledge – Student:
W1 zna i rozumie w pogłębionym stopniu wybrane zagadnienia logiki matematycznej oraz podstaw matematyki. APD_K2_W02 Written colloquium
W2 zna i rozumie w pogłębionym stopniu wybrane zagadnienia teorii ciągów oraz szeregów. APD_K2_W02 Written colloquium
W3 zna i rozumie w pogłębionym stopniu wybrane zagadnienia teorii funkcji rzeczywistych. APD_K2_W02 Written colloquium
W4 zna i rozumie w pogłębionym stopniu wybrane zagadnienia rachunku różniczkowego i całkowego jednej oraz wielu zmiennych. APD_K2_W02 Written colloquium
W5 zna i rozumie w pogłębionym stopniu wybrane zagadnienia algebry abstrakcyjnej i liniowej. APD_K2_W02 Written colloquium
Skills – Student:
U1 umie posługiwać się wybranymi metodami logiki matematycznej oraz podstaw matematyki. APD_K2_U02, APD_K2_U11 Written colloquium
U2 umie posługiwać się wybranymi metodami teorii ciągów oraz szeregów. APD_K2_U02, APD_K2_U11 Written colloquium
U3 umie posługiwać się wybranymi metodami teorii funkcji rzeczywistych. APD_K2_U02, APD_K2_U11 Written colloquium
U4 umie posługiwać się wybranymi metodami rachunku różniczkowego i całkowego jednej oraz wielu zmiennych. APD_K2_U02, APD_K2_U11 Written colloquium
U5 umie posługiwać się wybranymi metodami algebry abstrakcyjnej i liniowej. APD_K2_U02, APD_K2_U11 Written colloquium
U6 potrafi dobrać odpowiednie metody matematyczne do rozwiązywania zagadnień teoretycznych i praktycznych. APD_K2_U02, APD_K2_U11 Written colloquium, Zadania wykonywane podczas zajęć
U7 potrafi zautomatyzować obliczenia za pomocą dostępnych programów. APD_K2_U01 Zadania wykonywane podczas zajęć
Social competences – Student:
K1 jest gotowy/gotowa do zapoznania się z przykładami zastosowań metod/pojęć matematycznych w analizie i przetwarzaniu danych. APD_K2_K01 Zadania wykonywane podczas zajęć

Study content

No. Course content Subject learning outcomes Activities
1.

Elementy logiki matematycznej:

  • Rachunek zdań (język rachunku zdań, wartościowanie formuł, tautologie)
  • Rachunek predykatów (język rachunku predykatów, kwantyfikatory o ograniczonym i nieograniczonym zakresie, formułowanie wypowiedzi w języku predykatów)
W1, U1, U6, U7, K1 Classes
2.

Metody matematyki:

  • Definicje (budowa definicji, rodzaje definicji, przykłady definicji, błędy w definiowaniu)
  • Twierdzenia (budowa twierdzenia, założenie, teza, warunek konieczny i dostateczny, twierdzenie proste/odwrotne/przeciwne/przeciwstawne, kwadrat logiczny)
  • Dowody (rodzaje dowodów: wprost, nie wprost, niekonstruktywny)
W1 Classes
3.

Elementy teorii zbiorów:

  • Pojęcie zbioru (zasada ekstensjonalności) i należenia do zbioru, pojęcie zwierania (inkluzji), równość zbiorów, zbiór pusty
  • Działania na zbiorach (suma, przekrój, różnica, działania uogólnione)
  • Podzbiory płaszczyzny (iloczyn kartezjański, nadwykresy i podwykresy funkcji)
W1, U1, U6, U7 Classes
4.

Relacje:

  • Pojęcie relacji
  • Relacje binarne i ich własności
W1, U1, U6, U7, K1 Classes
5.

Symbol sumy, dwumian Newtona:

  • Symbol sumy Σ
  • Silnia oraz symbol Newtona
  • Wzór dwumianowy Newtona
W1, U1, U6, U7 Classes
6.

Pierścienie liczb całkowitych:

  • Dzielenie z resztą i bez reszty liczb całkowitych
  • Działania dodawania i mnożenia „modulo”
W5, U5, U6, U7 Classes
7.

Elementy kombinatoryki:

  • Zasada dodawania i mnożenia
  • Permutacje
  • Wariacje
  • Kombinacje
W1, U1, U6, U7 Classes
8.

Funkcje:

  • Pojęcie funkcji, dziedziny funkcji, argumentu oraz wartości funkcji; równość funkcji
  • Obraz i przeciwobraz
  • Złożenie funkcji
  • Monotoniczność funkcji (funkcje rosnące, malejące, nierosnące, niemalejące)
  • Funkcje okresowe
  • Parzystość/nieparzystość funkcji
  • Iniekcja, suriekcja, bijekcja, funkcja odwrotna
  • Przekształcanie wykresów funkcji rzeczywistej jednej zmiennej rzeczywistej
W3, U3, U6, U7 Classes
9.

Wielomiany:

  • Wielomian, współczynnik wielomianu, wyraz wolny, stopień wielomianu, wielomian zerowy, równość wielomianów
  • Dzielenie pisemne wielomianów, schemat Hornera
  • Pierwiastki wielomianów (krotność, pierwiastki wymierne, równania i nierówności wielomianowe)
  • Trójmian kwadratowy (postać ogólna, kanoniczna, iloczynowa trójmianu kwadratowego, wzory na pierwiastki trójmianu kwadratowego, wzory Viete’a, wzory na wierzchołek paraboli)
W3, U3, U6, U7, K1 Classes
10.

Funkcje wymierne:

  • Funkcja wymierna, funkcja homograficzna
  • Miejsca zerowe funkcji wymiernej (równania i nierówności wymierne)
  • Rozkład funkcji wymiernej na ułamki proste
W3, U3, U6, U7 Classes
11.

Funkcje wykładnicze i logarytmiczne:

  • Własności działań na potęgach
  • Funkcja wykładnicza (definicja, wykres, własności)
  • Własności logarytmów
  • Funkcja logarytmiczna (definicja, wykres, własności)
  • Równania i nierówności logarytmiczne i wykładnicze
W3, U3, U6, U7 Classes
12.

Wartość bezwzględna:

  • Pojęcie wartości bezwzględnej i funkcji wartość bezwzględna,
  • Interpretacja geometryczna wartości bezwzględnej
  • Równania i nierówności z wartością bezwzględna
W3, U3, U6, U7 Classes
13.

Funkcje trygonometryczne:

  • Funkcje trygonometryczne dowolnego kąta,
  • Wykresy i własności funkcji sinus, kosinus, tangens, kotangens
  • Tożsamości trygonometryczne
  • Równania i nierówności trygonometryczne
W3, U3, U6, U7 Classes
14.

Teoria mocy:

  • Pojęcie równoliczności zbiorów
  • Moc zbioru
  • Zbiory przeliczalne
  • Zbiory nieprzeliczalne
W1, U1, U6, U7, K1 Classes
15.

Granice ciągów:

  • Ciąg, wyraz ciągu, wyraz ogólny ciągu
  • Ciąg ograniczony i monotoniczny
  • Granica ciągu, ciąg zbieżny i rozbieżny
  • Metody obliczania granic ciągów (działania arytmetyczne na granicach, twierdzenie o trzech ciągach)
W2, U2, U6, U7, K1 Classes
16.

Asymptotyka:

  • Notacja „duże O”
  • Notacja „małe o"
W2, U2, U6, U7, K1 Classes
17.

Szeregi:

  • Szereg, wyraz ogólny szeregu, sumy częściowe szeregu
  • Szereg zbieżny i rozbieżny
  • Warunek konieczny zbieżności szeregów
  • Kryteria zbieżności szeregów o wyrazach nieujemnych (kryterium porównawcze, kryterium d’Alemberta, kryterium Cauchy’ego)
W2, U2, U6, U7 Classes
18.

Granica funkcji, ciągłość funkcji:

  • Granica funkcji w punkcie (granica obustronna, granica jednostronna)
  • Granica funkcji w nieskończoności
  • Metody obliczania granic (działania arytmetyczne na granicach funkcji)
  • Funkcja ciągła w punkcie i na zbiorze
  • Własności funkcji ciągłych (działania arytmetyczne na funkcjach ciągłych, ciągłość złożenia, ciągłość funkcji elementarnych)
W3, W4, U3, U4, U6, U7 Classes
19.

Rachunek różniczkowy funkcji jednej zmiennej:

  • Pochodna funkcji jednej zmiennej pierwszego i wyższych rzędów
  • Metody obliczania pochodnych
  • Reguła de l’Hospitala
  • Zastosowanie pochodnych do badania funkcji (monotoniczność funkcji, ekstrema lokalne)
  • Szeregi potęgowe (szeregi Taylora, szeregi Maclaurina)
W2, W4, U2, U4, U6, U7, K1 Classes
20.

Rachunek całkowy funkcji jednej zmiennej:

  • Funkcja pierwotna i całka nieoznaczona
  • Metody całkowania (całkowanie przez podstawienie, całkowanie przez części)
  • Pojęcie i geometryczna interpretacja całki oznaczonej
  • Całka niewłaściwa
W4, U4, U6, U7 Classes
21.

Elementy algebry liniowej:

  • Pojęcie macierzy, rodzaje macierzy (macierz kwadratowa, macierz symetryczna)
  • Podstawowe operacje na macierzach (dodawanie, odejmowanie, mnożenie, transponowanie)
  • Wyznacznik macierzy
  • Macierz odwrotna
W5, U5, U6, U7, K1 Classes
22.

Rachunek różniczkowy i całkowy funkcji wielu zmiennych:

  • Pojęcie funkcji wielu zmiennych
  • Pochodne cząstkowe pierwszego i wyższych rzędów
  • Zastosowanie pochodnych cząstkowych do badania funkcji wielu zmiennych (ekstrema lokalne)
  • Całka iterowana
  • Całka podwójna na prostokątach i na obszarach normalnych
W4, W5, U4, U5, U6, U7 Classes

Additional information

Activities Teaching and learning methods and activities
Classes Solving tasks (e.g. computational, artistic, practical)
Activities Credit conditions
Classes
  1. W ciągu semestru odbędą się trzy sprawdziany:
    S1 – dotyczący tematów: elementy logiki matematycznej i teorii zbiorów, relacje, symbol sumy, dwumian Newtona, pierścienie Zn, elementy kombinatoryki, funkcje, wielomiany,
    S2 – dotyczący tematów: funkcje wymierne, funkcje wykładnicze i logarytmiczne, wartość
    bezwzględna, funkcje trygonometryczne, teoria mocy, granice ciągów, asymptotyka, szeregi,
    S3 – dotyczący tematów: granica funkcji, ciągłość funkcji, rachunek różniczkowy i całkowy jednej zmiennej i wielu zmiennych, elementy algebry macierzy.
  2. Z każdego ze sprawdzianów S1, S2 oraz S3 można uzyskać maksymalnie 95 punktów.
  3. Z zadań wykonywanych podczas zajęć można uzyskać 15 punktów.
  4.  Aby uzyskać zaliczenie z ćwiczeń, z S1, S2, S3 należy łącznie uzyskać co najmniej 150
    punktów.
  5.  Osoby, które nie uzyskają zaliczenia z ćwiczeń, otrzymają ocenę niedostateczną i na końcu semestru będą mogły przystąpić do sprawdzianu poprawkowego z całości materiału.

SKALA OCEN:

  • [270 pkt., 300 pkt.] - bdb 5,0
  • [240 pkt., 270 pkt.) - db+ 4,5
  • [210 pkt., 240 pkt.) - db 4,0
  • [180 pkt., 210 pkt.) - dst+ 3,5
  • [150 pkt., 180 pkt.) - dst 3,0
  • [0 pkt., 150 pkt.) - ndst 2,0

Literature

Obligatory
  1. J. Banaś, S. Wędrychowicz, Zbiór zadań z analizy matematycznej, Wydawnictwa NaukowoTechniczne, Warszawa, 1993
  2. G. M. Fichtenholz, Rachunek różniczkowy i całkowy, tomy 1-3, PWN, 1985
  3. T. Gerstenkorn, T. Śródka, Kombinatoryka i rachunek prawdopodobieństwa, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa, 1979
  4. B. Gleichgewicht, Algebra. Podręcznik dla kierunków nauczycielskich studiów matematycznych, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1983
  5. W. Krysicki, L. Włodarski, Analiza matematyczna w zadaniach, część 1 i 2, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa
  6. W. Marek, J. Onyszkiewicz, Elementy logiki i teorii mnogości w zadaniach, PWN, 1999
  7. R. Murawski, K. Świrydowicz, Wstęp do teorii mnogości, Wydawnictwo Naukowe UAM, Poznań, 2005
  8. J. Stewart, Essential Calculus, ThomsonBrooks/Cole, 2007
Optional
  1. G. Banaszak i W. Gajda, Elementy algebry liniowej, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 2002
  2. A. Cewe, H. Nahorska, I. Pancer, Tablice matematyczne, Wydawnictwo Podkowa, Gdańsk, 1999
  3. N. Dróbka, K. Szymański, Zbiór zadań z matematyki dla klasy I i II liceum ogólnokształcącego, Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa, 1994
  4. N. Dróbka, K. Szymański, Zbiór zadań z matematyki dla klasy III i IV liceum ogólnokształcą- cego, Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne Spółka Akcyjna, Warszawa, 1998
  5. B. Gdowski, E. Pluciński, Zbiór zadań dla kandydatów na wyższe uczelnie, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1971
  6. R. L. Graham, D. E. Knuth, O. Patashnik, Matematyka konkretna, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2006
  7. W. Guzicki, P. Zakrzewski, Wstęp do matematyki. Zbiór zadań, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2005.
  8. W. Kołodziej, Analiza matematyczna, PWN, 1978
  9. W. Krysicki, J. Bartos, W. Dyczka, K. Królikowska, W. Wasilewski, Rachunek prawdopodobieństwa i statystyka w zadaniach. Część 1: Rachunek prawdopodobieństwa, Wydawnictwo Naukowe PWN, 1999
  10. W. Marciszewski (red.), Mała encyklopedia logiki, Zakład Narodowy Imienia Ossolińskich - Wydawnictwo, Wrocław–Warszawa–Kraków, Gdańsk–Łódź, 1988
  11. J. Musielak, Wstęp do matematyki, PWN, Warszawa, 1970
  12. H. Musielak, J. Musielak, Analiza matematyczna, tomy 1-2, Wydawnictwo Naukowe UAM, 1993
  13. Z. Palka, A. Ruciński, Wykłady z kombinatoryki, Wydawnictwo Naukowe Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza, Poznań, 1995
  14. R. J. Pawlak, A. Rychlewicz, A. Rychlewicz, K. Żylak, Matematyka krok po kroku: Matura 2002 - zbiór zadań, części I-III, Wydawnictwo Edukacyjne Res Polona Sp. z o.o., Łódź, 2001
  15. A. Plucińska, E. Pluciński, Zadania z probabilistyki, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa, 1983
  16. K. A. Ross, C. R. B. Wright, Matematyka dyskretna, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2005
  17. W. Rudin, Podstawy analizy matematycznej, PWN, 1976
  18. J. Rutkowski, Algebra abstrakcyjna w zadaniach, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2006
  19. J. Rutkowski, Algebra liniowa w zadaniach, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2008
  20. J. Sikorska, Zbiór zadań z matematyki dla studentów chemii, Wydawnictwo Uniwersytetu Śląskiego, Katowice, 2013
  21. A. Sołtysiak, Analiza matematyczna, części 1-3, Wydawnictwo Naukowe UAM, 2000
  22. C. Wowk, Algebra liniowa w problemach i zadaniach – skrypt dla studentów matematyki, Wydawnictwo Naukowe Uniwersytetu Szczecińskiego, Szczecin, 1990
  23. S. Zieleń, Matematyka dla […] szkoły średniej, Wydawnictwo Nowik, Opole, 1997
  24. D. G. Zill, Calculus with analytic geometry, PWS Publishers, 1985

Calculation of ECTS points

Activities Activity hours*
Classes 75
Preparation for classes 75
Reading the indicated literature 30
Preparation for the assessment 30
Student workload
Hours
210
Number of ECTS points
ECTS
7

* academic hour = 45 minutes

Fundusze Europejskie, Rzeczpospolita Polska, Unia Europejska