CÀLCUL - Cálculo

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1 Unidad responsable: Unidad que imparte: Curso: Titulación: Créditos ECTS: ETSECCPB - Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Barcelona ECA - Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental GRADO EN INGENIERÍA GEOLÓGICA (Plan 2010). (Unidad docente Obligatoria) 7,5 Idiomas docencia: Catalán, Castellano Profesorado Responsable: Otros: EUSEBIO JARAUTA BRAGULAT EUSEBIO JARAUTA BRAGULAT, JAUME SOLER VILLANUEVA Horario de atención Horario: * Presencial: Lunes, de 11 a 13 horas. Hay que pedir cita. * No presencial: por correo electrónico siempre que el estudiante lo quiera utilizar. Competencias de la titulación a las cuales contribuye la asignatura Específicas: Capacidad para la resolución de los problemas matemáticos que puedan plantearse en la ingeniería. Aptitud para aplicar los conocimientos sobre: álgebra lineal; geometría; geometría diferencial; cálculo diferencial e integral; ecuaciones diferenciales y en derivadas parciales; métodos numéricos; algorítmica numérica; estadística y optimización Capacidad para la resolución de ecuaciones diferenciales ordinarias para su aplicación en los problemas de Ingeniería. Transversales: 591. COMUNICACIÓN EFICAZ ORAL Y ESCRITA - Nivel 1: Planificar la comunicación oral, responder de manera adecuada a las cuestiones formuladas y redactar textos de nivel básico con corrección ortográfica y gramatical USO SOLVENTE DE LOS RECURSOS DE INFORMACIÓN - Nivel 2: Después de identificar las diferentes partes de un documento académico y de organizar las referencias bibliográficas, diseñar y ejecutar una buena estrategia de búsqueda avanzada con recursos de información especializados, seleccionando la información pertinente teniendo en cuenta criterios de relevancia y calidad APRENDIZAJE AUTÓNOMO - Nivel 2: Llevar a cabo las tareas encomendadas a partir de las orientaciones básicas dadas por el profesorado, decidiendo el tiempo que se necesita emplear para cada tarea, incluyendo aportaciones personales y ampliando las fuentes de información indicadas. Metodologías docentes * La asignatura se imparte en 5 horas a la semana de clases presenciales en el aula (grupo grande). * Las sesiones se dedican a Teoría (exposición de conceptos y materiales básicos de la materia, ilustrados con ejemplos de aplicación), Prácticas de aula (resolución de ejercicios y problemas) y Prácticas de Laboratorio (realización de cálculos con software libre de aplicación la asignatura). * Se utiliza material de apoyo que se pone a disposición de los estudiantes mediante el campus virtual ATENEA. Objetivos de aprendizaje de la asignatura 1 / 5

2 Conocimientos de cálculo diferencial e integral de varias variables y ecuaciones diferenciales ordinarias y capacidad de aplicación a las materias científico-tecnológicas y a la ingeniería geológica en general. Al finalizar el curso el alumno habrá adquirido la capacidad de: 1. Relacionar las EDOs con problemas ingenieriles. Capacidad para resolver EDOs en condiciones geométricas sencillas que permitan realizar un análisis de dichas soluciones, incluyendo un estudio paramétrico. 2. Utilizar las series de Fourier en la resolución de problemas ingenieriles. 3. Resolver los problemas de ingeniería que involucren minimización de funciones de varias variables, incluyendo su integración y análisis. Conocimientos de cálculo diferencial de funciones de varias variables. Conocimientos de cálculo integral de varias variables, incluyendo representación integral de funciones, integrales dependientes de parámetros. Conocimientos de series de Fourier y su aplicación a problemas en ingeniería geológica. Conocimientos de EDOs y algoritmos básicos para su resolución numérica (método de Euler); existencia y unicidad de soluciones, estabilidad. * Consolidar la metodología de razonamiento propia de la matemática aplicada y de demostración de los teoremas y resultados matemáticos. * Alcanzar conocimientos avanzados de cálculo integral de funciones reales de una variable y sus aplicaciones. * Alcanzar conocimientos avanzados de cálculo diferencial e integral de funciones vectoriales de una variable y sus aplicaciones. * Obtener conocimientos básicos de ecuaciones diferenciales ordinarias, su formulación, interpretación, resolución y aplicaciones en problemas básicos de ingeniería. * Alcanzar conocimientos avanzados de cálculo diferencial de funciones vectoriales de varias variables y sus aplicaciones. * Alcanzar conocimientos avanzados de cálculo integral de funciones reales de varias variables y sus aplicaciones. * Trabajar el concepto de modelización matemática aplicada a la Ingeniería. Horas totales de dedicación del estudiantado Dedicación total: 187h 30m Grupo grande/teoría: 44h 23.47% Grupo mediano/prácticas: 24h 12.80% Grupo pequeño/laboratorio: 7h 3.73% Actividades dirigidas: 7h 30m 4.00% Aprendizaje autónomo: 105h 56.00% 2 / 5

3 Contenidos 1. CÁLCULO INTEGRAL DE FUNCIONES REALES DE VARIABLE REAL. Dedicación: 26h 24m Grupo pequeño/laboratorio: 1h Aprendizaje autónomo: 15h 24m 1.1 Integral de Newton: definición y propiedades. Teorema del valor medio. 1.2 Cálculo aproximado de integrales. 1.3 Aplicaciones de la integral. 1.4 Generalización de la integral: integrales impropias. 1.5 Series de Fourier. 1.6 Ejercicios Tema Laboratorio tema 1 2. INTRODUCCIÓN A LAS ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS. Dedicación: 31h 12m Grupo pequeño/laboratorio: 3h Aprendizaje autónomo: 18h 12m 2.1 Familias de curvas en el plano. 2.2 Ecuaciones diferenciales de primer orden 2.3 Ecuaciones de variable separadas. Aplicaciones. 2.4 Ecuaciones lineales de primer orden. Ecuaciones reducibles a lineales. 2.5 Ecuaciones diferenciales lineales de segundo orden y coeficientes constantes 2.6 Ejercicios tema 2 Laboratorio tema 2 3. El espacio euclídeo Rn. FUNCIONES DE VARIAS VARIABLES. Dedicación: 24h Aprendizaje autónomo: 14h 3.1 El espacio euclídeo Rn 3.2 Bolas, intervalos, topología de Rn 3.3 Funciones vectoriales de varias variables 3.4 Límite de una función 3.5 Funciones continuas. Propiedades 3.6 Ejercicios Tema 3 3 / 5

4 4. CÁLCULO DIFERENCIAL DE FUNCIONES DE VARIAS VARIABLES. Dedicación: 57h 35m Grupo grande/teoría: 12h Grupo mediano/prácticas: 9h Grupo pequeño/laboratorio: 3h Aprendizaje autónomo: 33h 35m 4.1 Diferenciabilidad 4.2 Funciones inversas. Funciones implícitas 4.3 Fórmula de Taylor. Extremos 4.4 Ejercicios Tema Laboratorio Tema 4 5. INTEGRALES CURVILÍNEAS. INTEGRALES DOBLES. INTEGRALES TRIPLES. Dedicación: 40h 48m Grupo grande/teoría: 11h Grupo mediano/prácticas: 6h Aprendizaje autónomo: 23h 48m 3.1 Integrales curvilíneas 5.2 Integrales dobles 5.3 Integrales triples 5.4 Ejercicios Tema Evaluación de Síntesis (AS) Sistema de calificación AC: exámenes de evaluación continuada. Se hacen DOS EXÁMENES lo largo del curso y constituyen la evaluación continua de la asignatura. AS: examen de síntesis. Se hace UN EXAMEN de síntesis al final del cuatrimestre. HW: ejercicios adicionales. Se hacen a lo largo del curso y sirven de indicador estudiante de su progreso en el logro de conocimientos, habilidades y competencias. Peso de los exámenes: AC: ; AS: 0.4. Los ejercicios propuestos como HW permiten mejorar la calificación de la asignatura. Criterios de calificación y de admisión a la reevaluación: Los alumnos suspensos en evaluación ordinaria que se hayan presentado regularmente a las pruebas de evaluación de la asignatura tendrán opción a realizar una prueba de reevaluación en el periodo fijado en el calendario académico. La calificación máxima en el caso de presentarse al examen de reevaluación será de cinco. En el caso de ausencias justificadas durante el periodo de evaluación ordinaria que hayan impedido realizar exámenes de parte de los contenidos de una asignatura, y con aprobación previa del Jefe de Estudios de la titulación, el alumno podrá recuperar en el examen de reevaluación tanto aquella parte de la asignatura que no ha sido previamente evaluada como aquella que haya sido suspendida. La limitación en la calificación máxima no se aplicará a las partes evaluadas por primera vez. 4 / 5

5 Normas de realización de las actividades La evaluación de la asignatura se obtiene exclusivamente como resultado ponderado de las pruebas de evaluación continua y de la prueba de síntesis. Si no se puede realizar alguna de estas pruebas por causa justificada documentadamente, hay que pedir autorización explícita para presentarse a examen final extraordinario. Bibliografía Básica: Zill, D.G. Ecuaciones diferenciales con aplicaciones de modelado. 9a ed. México, D.F.: International Thomson, ISBN Estela, M.R.; Saà, J. Cálculo con soporte interactivo en moodle. Madrid: Pearson Educación, ISBN Jarauta, E. Anàlisi matemàtica d'una variable. Fonaments i aplicacions. Barcelona: Edicions UPC, ISBN Complementaria: J. de Burgos. Cálculo Infinitesimal de varias variables. McGraw-Hill, Simmons, G.F.. Cálculo y Geometría Analítica. McGraw-Hill, / 5

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