Planificación de Cálculo y Métodos Numéricos (2011)

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Información básica

Carrera
Licenciatura en Cartografía
Departamento
Formación Básica
Sitio Web
No especificada
Plan de Estudios
Plan 2002
Carácter Período
Cuatrimestral 2° Cuatrimestre
Docente Responsable
Víctor René Coutaz

Equipo docente

Nombre y Apellido
Bomrad, Miguel Angel
Coutaz, Víctor René

Carga horaria

Carga horaria total 120 hs
Teoría 48 hs
Resolución de ejercicios 60 hs
Proyecto y diseño 0 hs
Evaluaciones 0 hs
Formación experimental 12 hs
Resolución de problemas de ingeniería 0 hs
Otras actividades 0 hs

Contenidos mínimos

No se han especificado los contenidos mínimos de la asignatura

Objetivos


OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA

Que el alumno desarrolla sus capacidades de abstracción y razonamiento, comprenda y aplique los conceptos básicos del cálculo diferencial e integral de funciones vectoriales, de funciones de varias variables, de ecuaciones diferenciales y del tratamiento de problemas por métodos númericos.-

 

Conocimientos específicos previos para cursar la asignatura

Haber aprobado Matemática Básica y ser regular en Cálculo y/con Geometría

Metodología de enseñanza

Se desarrollan clases teóricas a cargo del Lic. Víctor René Coutaz siguiendo libros de Biblioteca de los cuales los alumnos sacan fotocopias. La parte práctica de ejercicios y problemas las desarrolla el Profesor Luis Córdoba. Esto en la parte de cálculo específico. El Ing. Miguel Bomrad desarrolla en clases Teórico Prácticas en Laboratorio de Computación la parte correspondiente a Cálculo Numérico. La metodologia varía según cada profesor. En general consta de una explicación del tema a tratar, desarrollo de ejemplos y/o problemas tipos. Y en lo posible se trata de aplicar evaluación contínua además de parciales.

Programa Analítico

UNIDAD I. FUNCIONES VECTORIALES DE VARIABLE REAL

Funciones vectoriales. Límite. Continuidad y diferenciabilidad . Integración. Diferenciación de sumas y productos de funciones. Curvas. Vector tangente y recta tangente. Normal principal, recta normal y plano osculador. Longitud de arco. Movimiento curvilíneo. Velocidad, aceleración, celeridad. Aplicaciones. Curvatura de una curva plana. Radio de curvatura. Curvatura de una curva en el espacio. Fórmulas de Frenet.

UNIDAD II . FUNCIONES REALES DE VARIAS VARIABLES

 

Gráficas, límite y continuidad


Funciones reales de varias variables. Dominio e Imagen. Gráficas. Curvas de nivel y superficies de nivel.


Conjuntos de puntos en R2 y R3: entornos, interior y frontera, conjuntos abiertos y conjuntos cerrados. Límites y continuidad.


Derivadas y diferencial.


Derivadas parciales. Notaciones e interpretación geométrica. Continuidad y derivadas parciales. Diferenciabilidad. Gradiente. Diferenciabilidad y continuidad. Derivada direccional. Teorema del valor medio. Regla de la cadena.


El gradiente como normal, rectas tangentes y planos tangentes.


Valores extremos. Máximos y mínimos locales. El criterio de las derivadas parciales segundas. Diferenciales. Reconstrucción de una función a partir de su gradiente.


Integrales múltiples.


Partición de un rectángulo. Sumas inferiores y superiores. Integrales dobles sobre un rectángulo.Integrales dobles como volumen. Integrales dobles sobre regiones más generales. Cálculo de integrales dobles mediante el uso de integales iteradas. Integrales dobles en coordenadas polares. Transformaciones de coordenadas. Intagrales triples. Aplicaciones.

 



UNIDAD III. ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS

Clasificación. Solución general. Soluciones particulares. Soluciones singulares. Condiciones iniciales.


Ecuaciones diferenciales ordinarias de primer orden. Variables separables. Homogéneas y reducibles a homogéneas.Ecuaciones exactas. Factor integrante. Ecuaciones lineales. Ecuaciones lineales de segundo orden. Coeficientes variables  y constantes. Ecuación homogénea asociada. Ecuación característica de una ecuación homogénea a coeficientes constantes. Solución general  de la homogénea y solución general de la no homogénea. Soluciones particulares. Extension de la teoría a las ecuaciones diferenciales de orden superior.


Sistemas de ecuaciones diferenciales de primer orden. Expresión matricial. Combinación e independencia lineal de soluciones. Método de valores y vectores propios para obtener soluciones.

UNIDAD IV. ELEMENTOS DE MÉTODOS NUMÉRICOS

Conceptos generales. Errores. Resolución de ecuaciones algebraicas no lineales. Método de Newton. Sistemas de ecuaciones lineales. Método de Gauss.


Interpolación y aproximación de funciones. Aproximación por mínimos cuadrados. Métodos de Integración numérica. Regla del Trapecio. Regla de Simpson. Diferenciación numérica

Bibliografía

Bibliografía básica

LARSON -HOSTETLER / SALAS Y HILLE tomo 2/ KAPLAN, W/ KREYSZIG, E/ AYRES, F./ BRAUN, M..-
Cálculo y Geometría Analítica / Calculus / Matemáticas avanzadas para estudiantes de Ingeniería / Matemáticas avanzadas para ingeniería / Cálculo diferencial e integral / Ecuaciones diferenciales y sus aplicaciones.
Mc Graw Hill/ Reverté / Addison Wesley Iberoamericana / Limusa /Serie Schaum. Mc Graw Hill / Grupo Editorial Iberoamericana.- Hill

Cronograma de actividades

Funciones vectoriales. Límite. Continuidad y diferenciabilidad Semana 1 Tipo: T Duración: 4 hs
Docente/s responsable/s: Víctor René Coutaz
Descripción:

Desarrollo del tema. Ejemplos y Problemas tipos. Aplicaciones


La parte Práctica consta de desarrollo de ejercicios y problemas sacados fundamentalmente del Larson a cargo del Profesor Luis M. Córdoba.


Duración de la Clase Práctica: 4 horas

Observaciones:
Integración. Diferenciación de sumas y productos de funciones. Curvas. Vector tangente y recta tangente. Normal Principal, recta normal y plano osculador. Semana 2 Tipo: T Duración: 4 hs
Docente/s responsable/s: Víctor René Coutaz
Descripción:

Idem 1º


La clase práctica correspondiente está a cargo del Profesor Luis M. Córdoba con problemas sacados del Larson. Duración de la clase :4 horas. 

Observaciones:
Longitud de arco. Movimiento curvilíneo. Velocidad, aceleración, celeridad. Aplicaciones. Curvatura de una curva plana. Radio de curvatura. Curvatura de una curva en el espacio. Fórmulas de Frenet Semana 3 Tipo: T Duración: 4 hs
Docente/s responsable/s: Víctor René Coutaz
Descripción:

Idem 1º y 2º.


La clase práctica está a cargo del Profesor Luis M. Córdoba. Con problemas sacados del Larson. Duración: 4 horas

Observaciones:
Funciones reales de varias variables. Dominio e Imagen. Gráficas. Curvas de nivel y Suprficies de nivel. Conjuntos de puntos en el plano y en el espacio; entornos, interior,y frontera, conjuntos abiertos y cerrados. Límites y continuidad Semana 4 Tipo: T Duración: 4 hs
Docente/s responsable/s: Víctor René Coutaz
Descripción:

Idem1º


La clase práctica está a cargo del Profesor Luis M. Córdoba con problemas sacados del Larson y del Salas y Hille. Duración : 4 horas

Observaciones:
Derivadas parciales. Notaciones e interpretación geométrica. Continuidad y derivadas parciales. Diferenciabilkidad. Gradiente . Diferenciabilidad y continuidad. Semana 5 Tipo: T Duración: 4 hs
Docente/s responsable/s: Víctor René Coutaz
Descripción:

Idem 1º con temas sacados del LARSON


La parte práctica está a cargo del Profesor Luis M. Córdoba. Duración : 4 horas

Observaciones:
Conceptos generales. Errores. Resolución de ecuaciones algebraicas no lineales, Método de Newton Semana 5 Tipo: PL Duración: 3 hs
Docente/s responsable/s: Miguel Angel Bomrad
Descripción:

es una clase teórico - práctica en Informática

Observaciones:
Derivada direccional. Teorema del Valor Medio. Regla de la cadena. El gradiente como normal, rectas tangentes y planos tangentes Semana 6 Tipo: T Duración: 4 hs
Docente/s responsable/s: Víctor René Coutaz
Descripción:

Idem UNIDAD I


El Profesor Luis M. Córdoba tiene a su cargo la clase práctica. Duración : 4 horas

Observaciones:
Sistemas de ecuaciones lineales. Método de Gauss. Interpolación y aproximación de funciones. Aproximación por mínimos cuadrados. Semana 6 Tipo: PL Duración: 3 hs
Docente/s responsable/s: Miguel Angel Bomrad
Descripción:

Idem UNIDAD 5.

Observaciones:
Valores extremos. Máximos y mínimos locales. El criterio de las derivadas parciales segundas. Diferenciales. Reconstrucción de una función a partir de su gradiente. Semana 7 Tipo: T Duración: 4 hs
Docente/s responsable/s: Víctor René Coutaz
Descripción:

Idem UNIDAD I con temas del Larson y del Salas y Hille.


La clase práctica correspondiente la dicta el profesor Luis M. Córdoba: Duración :4 horas

Observaciones:
Métodos de integración numérica. Regla del trapecio. Regla de Simpson. Semana 7 Tipo: PL Duración: 3 hs
Docente/s responsable/s: Miguel Angel Bomrad
Descripción:

Idem UNIDAD 6

Observaciones:
Partición de un rectángulo. Sumas ionferiores y superiores. Integrales dobles sobre un rectángulo. Integrales dobles como volumen. Integrales sobre regiones más generales. Semana 8 Tipo: T Duración: 4 hs
Docente/s responsable/s: Víctor René Coutaz
Descripción:

Idem UNIDAD I

 


La clase práctica correspondiente la dicta el Profesor Luis M. Córdoba. Duración : 4 horas

Observaciones:
Diferenciación Numérica Semana 8 Tipo: PL Duración: 3 hs
Docente/s responsable/s: Miguel Angel Bomrad
Descripción:

Idem UNIDAD 7

Observaciones:
Cálculo de integrales dobles mediante el uso de integrales iteradas. Integrales dobles en coordenadas polares. Transformaciones de coordenadas. Semana 9 Tipo: T Duración: 4 hs
Docente/s responsable/s: Víctor René Coutaz
Descripción:

Idem UNIDAD I.


La clase práctica está a cargo del Profesor Luis M. Córdoba. Duración : 4 horas

Observaciones:
Integrales triples. Aplicaciones Semana 10 Tipo: T Duración: 4 hs
Docente/s responsable/s: Víctor René Coutaz
Descripción:

Idem UNIDAD I.


La clase práctica está a cargo del Profesor Luis M. Córdoba. Duración : 4 horas

Observaciones:
Ecuaciones Diferenciales. Clasificación. Solución general. Soluciones particulares. Soluciones singulares. Condiciones iniciales. Ecuaciones diferenciales ordinarias de primer orden. Variables separables. Semana 11 Tipo: T Duración: 4 hs
Docente/s responsable/s: Víctor René Coutaz
Descripción:

Idem UNIDAD I 


La clase práctica la dicta el Profesor Luis M. Córdoba. Duración: 4 horas

Observaciones:
Homogéneas y reducibles a homogéneas. Ecuaciones exactas. Factor integrante. Ecuaciones lineales. Semana 12 Tipo: T Duración: 4 hs
Docente/s responsable/s: Víctor René Coutaz
Descripción:

Idem UNIDAD I


La clase práctica la dicta el Profesor Luis M. Córdoba. Duración : 4 horas

Observaciones:
Ecuaciones lineales de segundo orden. Coeficientes variables y constantes. Ecuación homogénea asociada. Ecuación característica de una ecuación homogénea a coeficientes constantes. Solución general de la homogénea y solución general de la no homogénea. Semana 13 Tipo: T Duración: 4 hs
Docente/s responsable/s: Víctor René Coutaz
Descripción:

Idem UNIDAD I 


La clase práctica la dicta el Profesor Luis M. Córdoba. Duración : 4 horas

Observaciones:
Soluciones particulares. Extensión de la teoría a las ecuaciones diferenciales de orden superior. Sistemas de ecuaciones diferenciales de primer orden. Expresión matricial. Semana 14 Tipo: T Duración: 4 hs
Docente/s responsable/s: Víctor René Coutaz
Descripción:

Idem UNIDAD I


La clase práctica la dicta el profesor Luis M. Córdoba: Duración : 4 horas

Observaciones:
Combinación e independencia lineal de soluciones. Método de valores y vectores propios para obtener soluciones. Semana 15 Tipo: T Duración: 4 hs
Docente/s responsable/s: Víctor René Coutaz
Descripción:

Idem UNIDAD I


La clase práctica la dicta el profesor Luis M. Córdoba. Duración : 4 horas

Observaciones:

Requerimientos para regularizar

 

Aprobar los dos parciales con un mínimo de 40 puntos y un promedio de 50.

El alumno que hubiera desaprobado uno de los parciales, tendrá derecho a recuperarlo, debiendo alcanzar en esa instancia, el mínimo de 40 puntos y el promedio de 50 puntos.

Si un alumno, habiendo aprobado los dos parciales, no hubiera alcanzado el promedio de 50, deberá rendir un recuperatorio integrador.

El alumno que desapruebe los dos parciales o un recuperatorio, quedará en condición de libre. 

 

 

 

 

 

Requerimientos para promover

¡

 

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

 

 

 

 

 

Examen final

Alumnos regulares
No se ha ingresado la información relacionada con el examen final para alumnos regulares}
Alumnos libres
No se ha ingresado la información relacionada con el examen final para alumnos regulares}

Evaluaciones

Fecha Tipo Modalidad Descripción
04-10-2010 Otras Evaluaciones Escrita Examen de Cálculo y Métodos Númericos.

4- 10- 2010       -- Cálculo y Métodos Numéricos -  Bomrad  Coutaz

 

 

Apellido y Nombre:                                               Condición: Regular – Libre

 

 

1)             a) Dar tres propiedades de derivadas de funciones vectoriales.- Ejemplo de cada una.

   * b) Hallar la primitiva de la función

r´(t) = cos 2t i – 2 sen t j  + 1/(1 + t2) k     que satisface r(0) = 3 i – 2 j + k

 

*    2)      a) Dibujar la trayectoria de un objeto que se mueve sobre la curva plana                    

r(t) = ( t2 – 4) i + t j y hallar los vectores velocidad, aceleración y la rapidez cuando t = 0 y t = 2.

b)      Hallar N(t) para la curva r(t) = 3 t i + 2 t2 j

 

c)       Calcular las componentes  normal y tangencial de la aceleración para r(t) = 3 t i – t j + t2 k

 

 

3)      *a) Definir curvatura de una curva.

*b) Hallar la longitud de arco de la curva  x = t    , y = 4/3 t3/2 ,  z = t2/2 en

a = 1      b = 3

 c) Calcular la curvatura de  r(t) = 2 t i + t2 j  - 1/3 t3 k

    * 4)   a) Dar la Interpretación Geométrica de Derivada Direccional .- Dar tres

         propiedades del gradiente.

             b) Calcular Du f(2,3) cuando u = v/ΙΙvΙΙ y v es el vector desde (0,2) a (-1, 3)

           f (x,y) = 3 – 2/3 x – 5/2 y

             c) Usar el gradiente de b) para hallar la recta normal a la superficie en el

            punto (1,0,-2)

5)      * a) Definición de punto crítico.

  b) Criterio de las derivadas parciales segundas.

*c) Encontrar los extremos relativos de

f(x,y) =  - x3 + 4 x y -2 y2 + 1

6)      *a) Calcular

 

  1           + √ 1 – y2

∫      ∫     dx dy       . Dibujar la región de integración. Cambiar el orden a dydx

  0       - √  1 – y2

                                                                                                                                                        calcularla según los dos órdenes

    *  b) Calcular la integral doble en polares

       a         √  a2 – y2

     ∫      ∫ y dx dy

0           0

c) Enunciar el Teorema de Fubbini en coordenadas cartesianas.- Graficar los dos órdenes (dxdy o dydx). ¿Cómo se los llama a cada uno?

      7)   a) Definición de ecuación diferencial: tipo, orden y grado .- Ejemplos Numéricos

          *  b)  Calcular el grado de homogeneidad, si lo tiene en f(x,y) = x2y   - 4 x3 + 3 x y2

           * c)  Hallar la trayectoria ortogonal a la familia dada por y2 = C x3

 

*8) a) ¿Qué es el factor integrante? .- ¿ Para que sirve?

b) Hallar el factor integrante y calcular

y dx – (x + 6 y2) dy = 0

c) Hallar la solución general de

   y´ - y = cos x     ¿ Qué tipo de ecuación es?

*9) a) Resolver usando Variación de Parámetros

          y´´ + y = sec x

 

-------------------------0-----------------------

Los Regulares contestan solo los asteriscos.

Los Libres todo el temario.

 

 

 

 

 

 

4- 10- 2010       -- Cálculo y Métodos Numéricos -  Bomrad  Coutaz

 

 

Apellido y Nombre:                                               Condición: Regular – Libre

 

 

1)             a) Dar tres propiedades de derivadas de funciones vectoriales.- Ejemplo de cada una.

   * b) Hallar la primitiva de la función

r´(t) = cos 2t i – 2 sen t j  + 1/(1 + t2) k     que satisface r(0) = 3 i – 2 j + k

 

*    2)      a) Dibujar la trayectoria de un objeto que se mueve sobre la curva plana                    

r(t) = ( t2 – 4) i + t j y hallar los vectores velocidad, aceleración y la rapidez cuando t = 0 y t = 2.

b)      Hallar N(t) para la curva r(t) = 3 t i + 2 t2 j

 

c)       Calcular las componentes  normal y tangencial de la aceleración para r(t) = 3 t i – t j + t2 k

 

 

3)      *a) Definir curvatura de una curva.

*b) Hallar la longitud de arco de la curva  x = t    , y = 4/3 t3/2 ,  z = t2/2 en

a = 1      b = 3

 c) Calcular la curvatura de  r(t) = 2 t i + t2 j  - 1/3 t3 k

    * 4)   a) Dar la Interpretación Geométrica de Derivada Direccional .- Dar tres

         propiedades del gradiente.

             b) Calcular Du f(2,3) cuando u = v/ΙΙvΙΙ y v es el vector desde (0,2) a (-1, 3)

           f (x,y) = 3 – 2/3 x – 5/2 y

             c) Usar el gradiente de b) para hallar la recta normal a la superficie en el

            punto (1,0,-2)

5)      * a) Definición de punto crítico.

  b) Criterio de las derivadas parciales segundas.

*c) Encontrar los extremos relativos de

f(x,y) =  - x3 + 4 x y -2 y2 + 1

6)      *a) Calcular

 

  1           + √ 1 – y2

∫      ∫     dx dy       . Dibujar la región de integración. Cambiar el orden a dydx

  0       - √  1 – y2

                                                                                                                                                        calcularla según los dos órdenes

    *  b) Calcular la integral doble en polares

       a         √  a2 – y2

     ∫      ∫ y dx dy

0           0

c) Enunciar el Teorema de Fubbini en coordenadas cartesianas.- Graficar los dos órdenes (dxdy o dydx). ¿Cómo se los llama a cada uno?

      7)   a) Definición de ecuación diferencial: tipo, orden y grado .- Ejemplos Numéricos

          *  b)  Calcular el grado de homogeneidad, si lo tiene en f(x,y) = x2y   - 4 x3 + 3 x y2

           * c)  Hallar la trayectoria ortogonal a la familia dada por y2 = C x3

 

*8) a) ¿Qué es el factor integrante? .- ¿ Para que sirve?

b) Hallar el factor integrante y calcular

y dx – (x + 6 y2) dy = 0

c) Hallar la solución general de

   y´ - y = cos x     ¿ Qué tipo de ecuación es?

*9) a) Resolver usando Variación de Parámetros

          y´´ + y = sec x

 

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Los Regulares contestan solo los asteriscos.

Los Libres todo el temario.

 

 

 

 

 

 

Información complementaria

La parte correspondiente a Cálculo Numérico se rinde en un examen en máquina al terminar el cursado de la unidad correspondiente