Planificación de Ecuaciones Diferenciales (2011)

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Información básica

Carrera
Analista en Informática
Departamento
Formación Básica
Sitio Web
No especificada
Plan de Estudios
Plan 2006
Carácter Período
Cuatrimestral 2° Cuatrimestre
Docente Responsable
Egle Elisabet Haye

Equipo docente

Nombre y Apellido
Genzelis, Lucas Manuel
Haye, Egle Elisabet
Volpato, Carlos Alberto

Carga horaria

Carga horaria total 75 hs
Teoría 30 hs
Resolución de ejercicios 45 hs
Proyecto y diseño 0 hs
Evaluaciones 0 hs
Formación experimental 0 hs
Resolución de problemas de ingeniería 0 hs
Otras actividades 0 hs

Contenidos mínimos

Conceptos generales sobre ecuaciones diferenciales. Ecuaciones de primer orden. Ecuaciones lineales de orden superior. Técnicas para algunas ecuaciones no lineales. Transformada de Laplace. Resolución por método de series de potencias y método de Frobenius. Sistemas de ecuaciones diferenciales. Aplicaciones a la Física, Química, Biología, Geometría, Electrónica, etc.

Objetivos

Que el alumno conozca y comprenda los conceptos básicos de ecuaciones diferenciales ordinarias y sistemas de ecuaciones diferenciales, adquiera habilidad en los métodos de resolución y aplique sus conocimientos a problemas concretos relacionados con su carrera.

Conocimientos específicos previos para cursar la asignatura

Para cursar Ecuaciones Diferenciales (ED) el alumno debe tener regularizada Cálculo II y aprobado el primer cuatrimestre.
Los conocimientos específicos previos que se requerirán para el cursado de ED son los contenidos de Matemática Básica, Algebra Lineal, Cálculo I y Cálculo II.

Metodología de enseñanza

Semanalmente, el dictado consiste en una clase teórica de 2 horas y otra práctica de 3 horas.

Programa Analítico

Conceptos Generales

Concepto y clasificación de Ecuaciones Diferenciales. Ecuación diferencial ordinaria. Tipo de soluciones. Problemas de valor inicial y de frontera. Ecuaciones diferenciales como modelos matemáticos: dinámica de poblaciones, epidemias, mecánica. Soluciones explícitas de EDO sencillas. Campo de direcciones.

Ecuaciones Diferenciales de primer orden

Teorema de existencia y unicidad para problemas de valores iniciales de primer orden. Ecuaciones autónomas. Ecuaciones con variables separables. Ecuaciones lineales. Factor integrante. Ecuaciones exactas. Cambio de variable y soluciones por sustitución. Ecuaciones diferenciales homogéneas. Modelado con ecuaciones diferenciales de primer orden lineales y no lineales: aplicaciones a problemas de crecimiento y decaimiento, ley de enfriamiento, mezclas y otras.

Ecuaciones Diferenciales de orden superior

Ecuaciones diferenciales lineales de orden superior. Problemas de valor inicial y valores en la frontera. Ecuaciones homogéneas y no homogéneas. Reducción de orden. Ecuaciones lineales homogéneas con coeficientes constantes. Coeficientes indeterminados: método de superposición. Variación de parámetros. Ecuación de Cauchy – Euler. Ecuaciones no lineales. Modelado con ecuaciones diferenciales de orden superior: aplicaciones a sistemas masa – resorte, circuitos y otros.

Aplicaciones de la Transformada de Laplace y Series

Transformada de Laplace. Definición, condiciones de existencia y unicidad y propiedades. Transformada inversa y transformada de derivadas. Teoremas de traslación. Función delta de Dirac. Soluciones de ecuaciones diferenciales por medio de la transformada de Laplace y la transformada inversa.

Puntos ordinarios y puntos singulares de una ecuación diferencial lineal homogénea de orden dos. Soluciones en series de potencias alrededor de puntos ordinarios. Soluciones cerca de puntos singulares: Método de Frobenius.

Sistemas de ecuaciones diferenciales

Conceptos generales. Solución de sistemas de ecuaciones diferenciales lineales por método de operadores y por método de la Transformada de Laplace. Sistemas de ecuaciones diferenciales lineales de primer orden. Sistemas lineales homogéneos con coeficientes constantes. Método de los valores propios. Variación de parámetros.

Bibliografía

Bibliografía básica

Dennis G. Zill
Ecuaciones diferenciales con aplicaciones de modelado
Thomson Learning

Selección de páginas: capítulos 1 al 8

 

Bibliografía complementaria

C. Henry Edwards and David E. Penney
Ecuaciones Diferenciales
Prentice Hall

G. Simmons
Ecuaciones Diferenciales con aplicaciones y notas históricas
McGraw-Hill

Cronograma de actividades

Conceptos generales y Problemas de valores iniciales de primer orden. Semana 1 Tipo: O Duración: 5 hs
Docente/s responsable/s: Lucas Manuel Genzelis, Egle Elisabet Haye, Carlos Alberto Volpato
Descripción:

Teoria o resolución de ejercicios y problemas en el aula.

Observaciones:

Las 5 horas de clases se distribuyen en:

- una clase de teoria de 2h a cargo de la Mg. E. Haye
- una clase de práctica de 3h a cargo de Ing. C. Volpato o Ayud. L. Genzelis

Ec. Autónomas. Variables separables. Ec. lineal de 1er. orden. Introducción al modelado. Semana 2 Tipo: O Duración: 5 hs
Docente/s responsable/s: Lucas Manuel Genzelis, Egle Elisabet Haye, Carlos Alberto Volpato
Descripción:

Teoría o resolución de ejercicios y problemas en el aula.

Observaciones:

Las 5 horas de clases se distribuyen en:

- una clase de teoria de 2h a cargo de la Mg. E. Haye
- una clase de práctica de 3h a cargo de Ing. C. Volpato o Ayud. L. Genzelis

Ec. exactas. Factor integrante. Método de sustitución. Semana 3 Tipo: O Duración: 5 hs
Docente/s responsable/s: Lucas Manuel Genzelis, Egle Elisabet Haye, Carlos Alberto Volpato
Descripción:

Teoría y resolución de ejercicio y problemas en el aula.

Observaciones:

Las 5 horas de clases se distribuyen en:

- una clase de teoria de 2h a cargo de la Mg. E. Haye
- una clase de práctica de 3h a cargo de Ing. C. Volpato o Ayud. L. Genzelis

Modelos lineales y no lineales. Ecuaciones diferenciales lineales de orden superior. Semana 4 Tipo: O Duración: 5 hs
Docente/s responsable/s: Lucas Manuel Genzelis, Egle Elisabet Haye, Carlos Alberto Volpato
Descripción:

Teoría o resolución de ejercicios y problemas en el aula.

Observaciones:

Las 5 horas de clases se distribuyen en:

- una clase de teoria de 2h a cargo de la Mg. E. Haye
- una clase de práctica de 3h a cargo de Ing. C. Volpato o Ayud. L. Genzelis

Reducción de orden. Ec. lineales homogéneas con coeficientes constantes. Semana 5 Tipo: O Duración: 5 hs
Docente/s responsable/s: Lucas Manuel Genzelis, Egle Elisabet Haye, Carlos Alberto Volpato
Descripción:

Teoría y resolución de ejercicios y problemas en el aula.

Observaciones:

Las 5 horas de clases se distribuyen en:

- una clase de teoria de 2h a cargo de la Mg. E. Haye
- una clase de práctica de 3h a cargo de Ing. C. Volpato o Ayud. L. Genzelis

Coeficientes indeterminados. Variación de parámetros. Semana 6 Tipo: O Duración: 5 hs
Docente/s responsable/s: Lucas Manuel Genzelis, Egle Elisabet Haye, Carlos Alberto Volpato
Descripción:

Teoría y resolución de ejercicios y problemas en el aula.

Observaciones:

Las 5 horas de clases se distribuyen en:

- una clase de teoria de 2h a cargo de la Mg. E. Haye
- una clase de práctica de 3h a cargo de Ing. C. Volpato o Ayud. L. Genzelis

Ecuación de Cauchy- Euler. Ecuaciones no lineales. Semana 7 Tipo: O Duración: 5 hs
Docente/s responsable/s: Lucas Manuel Genzelis, Egle Elisabet Haye, Carlos Alberto Volpato
Descripción:

Teoría y resolución de ejercicios y problemas en el aula.

Observaciones:

Las 5 horas de clases se distribuyen en:

- una clase de teoria de 2h a cargo de la Mg. E. Haye
- una clase de práctica de 3h a cargo de Ing. C. Volpato o Ayud. L. Genzelis

Ejemplos clásicos de Modelados de orden superior. Semana 8 Tipo: O Duración: 5 hs
Docente/s responsable/s: Lucas Manuel Genzelis, Egle Elisabet Haye, Carlos Alberto Volpato
Descripción:

Teoría y resolución de ejercicios y problemas en el aula.

Observaciones:

Las 5 horas de clases se distribuyen en:

- una clase de teoria de 2h a cargo de la Mg. E. Haye
- una clase de práctica de 3h a cargo de Ing. C. Volpato o Ayud. L. Genzelis

Soluciones por series alrededor de puntos ordinarios. Puntos singulares regulares. Semana 9 Tipo: O Duración: 5 hs
Docente/s responsable/s: Lucas Manuel Genzelis, Egle Elisabet Haye, Carlos Alberto Volpato
Descripción:

Teoría y resolución de ejercicios y problemas en el aula.

Observaciones:

Las 5 horas de clases se distribuyen en:

- una clase de teoria de 2h a cargo de la Mg. E. Haye
- una clase de práctica de 3h a cargo de Ing. C. Volpato o Ayud. L. Genzelis

Soluciones por series alrededor de ptos. singulares. Tranformada de Laplace: introducción. Semana 10 Tipo: O Duración: 5 hs
Docente/s responsable/s: Lucas Manuel Genzelis, Egle Elisabet Haye, Carlos Alberto Volpato
Descripción:

Teoría y resolución de ejercicios y problemas en el aula.

Observaciones:

Las 5 horas de clases se distribuyen en:

- una clase de teoria de 2h a cargo de la Mg. E. Haye
- una clase de práctica de 3h a cargo de Ing. C. Volpato o Ayud. L. Genzelis

Transformada inversa. Teoremas de traslación. Resolución de PVI. Semana 11 Tipo: O Duración: 5 hs
Docente/s responsable/s: Lucas Manuel Genzelis, Egle Elisabet Haye, Carlos Alberto Volpato
Descripción:

Teoría y resolución de ejrcicios y problemas en el aula.

Observaciones:

Las 5 horas de clases se distribuyen en:

- una clase de teoria de 2h a cargo de la Mg. E. Haye
- una clase de práctica de 3h a cargo de Ing. C. Volpato o Ayud. L. Genzelis

Trans. de función periódica y Delta de Dirac. Intro. a sistemas de ec. dif. Resolución por Trans. Semana 12 Tipo: O Duración: 5 hs
Docente/s responsable/s: Lucas Manuel Genzelis, Egle Elisabet Haye, Carlos Alberto Volpato
Descripción:

Teoría y resolución de ejercicios y problemas en el aula.

Observaciones:

Las 5 horas de clases se distribuyen en:

- una clase de teoria de 2h a cargo de la Mg. E. Haye
- una clase de práctica de 3h a cargo de Ing. C. Volpato o Ayud. L. Genzelis

Método de operadores. Modelado de sistemas. Sistemas de 1er. orden: forma matricial. Semana 13 Tipo: O Duración: 5 hs
Docente/s responsable/s: Lucas Manuel Genzelis, Egle Elisabet Haye, Carlos Alberto Volpato
Descripción:

Teoría y resolución de ejercicios y problemas en el aula.

Observaciones:

Las 5 horas de clases se distribuyen en:

- una clase de teoria de 2h a cargo de la Mg. E. Haye
- una clase de práctica de 3h a cargo de Ing. C. Volpato o Ayud. L. Genzelis

Teoría preliminar sobre sistemas de 1er. orden. Sistemas lineales homogéneos con coeficientes constantes. Semana 14 Tipo: O Duración: 5 hs
Docente/s responsable/s: Lucas Manuel Genzelis, Egle Elisabet Haye, Carlos Alberto Volpato
Descripción:

Teoría y resolución de ejercicios y problemas en el aula.

Observaciones:

Las 5 horas de clases se distribuyen en:

- una clase de teoria de 2h a cargo de la Mg. E. Haye
- una clase de práctica de 3h a cargo de Ing. C. Volpato o Ayud. L. Genzelis

Variación de parámetros. Semana 15 Tipo: O Duración: 5 hs
Docente/s responsable/s: Lucas Manuel Genzelis, Egle Elisabet Haye, Carlos Alberto Volpato
Descripción:

Teoría y resolución de ejercicios y problemas en el aula.

Observaciones:

Las 5 horas de clases se distribuyen en:

- una clase de teoria de 2h a cargo de la Mg. E. Haye
- una clase de práctica de 3h a cargo de Ing. C. Volpato o Ayud. L. Genzelis

Requerimientos para regularizar

 

- Hacer entrega (con modalidad de informe) y aprobar la resolución de dos ejercicios seleccionados de la bibliografía básica en la que utilice algún recurso computacional, como por ejemplo  MATLAB.


- Aprobar dos parciales teórico- prácticos con un mínimo de 50 puntos en cada uno, pudiendo recuperar sólo uno de ellos al finalizar el dictado de la asignatura.

Requerimientos para promover

- Hacer entrega (con modalidad de informe) y aprobar la resolución de dos ejercicios seleccionados de la bibliografía básica en la que utilice algún recurso computacional, como por ejemplo  MATLAB.


- Aprobar los dos parciales con un mínimo de 70 puntos en cada uno.

Examen final

Alumnos regulares

El examen final se aprueba con un puntaje mínimo de 60 % sobre los items señalados con  " * " en el cuestionario propuesto.

Alumnos libres

El examen final se aprueba con un puntaje mínimo de 60 % sobre la totalidad del cuestionario propuesto.

Evaluaciones

Fecha Tipo Modalidad Descripción
08-10-2011 Parcial Escrita Primer Parcial.

Ecuaciones diferenciales de primer orden. Ec. dif. lineales de orden superior: wronskiano, reducción de orden, ec.homogéneas con coef. Constantes.  Coeficientes indeterminados. Modelado de aplicaciones.

24-11-2011 Parcial Escrita Segundo parcial.

Ec. dif. lineales no homogéneas de orden superior. Variación de parámetros. Ec. de Cauchy- Euler.

Soluciones de ec. diferenciales por series. Transformada de Laplace.

Sistemas de ecuaciones diferenciales. Modelado de aplicaciones.

30-11-2011 Recuperatorio Escrita Recuperatorio de Parcial 1 y Parcial 2.

Temas del Parcial 1 y del  Parcial 2

Información complementaria

En algunas clases teóricas y/o prácticas se incorporarán herramientas computacionales, como por ejemplo MATLAB, que sirvan como complemento de análisis y visualización de las actividades propuestas en el aula y de las actividades propuestas para la regularidad de la materia.