Conocer, analizar y evaluar algoritmos numéricos implementados computacionalmente. Lograr que el estudiante advierta que los modelos matemáticos de fenómenos naturales o físicos están sujetos a errores debido a diferentes cuestiones, a no poder representar y comprender completamente el fenómeno, a la naturaleza aleatoria de algunos procesos y a los errores cometidos en las mediciones de las experiencias. Se pondrá especial énfasis en los errores que provienen de la aproximación de la solución del problema matemático por el método numérico y además, se verá la necesidad de identificar y estudiar errores computacionales.-Aplicar las principales técnicas numéricas y computacionales a problemas ingenieriles. Valorar y discutir los resultados obtenidos
PROGRAMA SINTÉTICO
Introducción a la Informática y a la Programación.-Introducción al uso de programas y sus aplicaciones en la resolución de problemas numéricos y de simulación.-Análisis Numérico: aspectos matemáticos y computacionales de un algoritmo. Operaciones elementales sobre un computador. Solución aproximada de ecuaciones. Matrices y operaciones relacionadas sobre un computador. Auto valores y auto vectores. Sistemas de ecuaciones lineales.
Aplicaciones. Interpolación y aproximaciones. Diferenciación e integración numérica. Resolución de ecuaciones diferenciales ordinarias.
PROGRAMA ANALÍTICO
Año: 2025, semestre: 1
Vigencia: 31/12/2022 - Actualidad
AÑO DE APROBACIÓN: 2018
UNIDAD TEMÁTICA 1. ASPECTOS MATEMÁTICOS Y COMPUTACIONALES DE UN LGORITMO.
Representación de números. Errores en los cálculos: inherentes, de redondeo y de truncamiento. Cotas del error. Propagación de errores. Problema directo y problema inverso. Número de condición de de un problema. Inestabilidad y problemas mal condicionados.
UNIDAD TEMÁTICA 2: PROGRAMACIÓN Operaciones elementales sobre un computador. Constantes y variables uni y multidimensionales. Asignaciones. Operaciones elementales con matrices. Estructuras de control. Formalización de algoritmos.
Formulación gráfica de algoritmos. Programación en Matlab y su versión libre Octave. Aplicaciones para la resolución de problemas numéricos. Definición de funciones y archivos generación de gráficos.
UNIDAD TEMÁTICA 3: SOLUCIÓN DE ECUACIONES NO LINEALES: Métodos de Bisección, Punto Fijo, Newton-
Raphson. Generalización del Método de Newton para sistemas de ecuaciones no lineales. Aplicaciones. Implementación computacional.
UNIDAD TEMÁTICA 4: SISTEMAS DE ECUACIONES LINEALES. Métodos directos. Factorización de matrices:
método LU y su aplicación a "matrices banda". Métodos iterativos: Jacobi, Gauss_Seidel, Estimaciones de error. Aplicaciones.
Implementación computacional.
UNIDAD TEMÁTICA 5. INTERPOLACIÓN Y APROXIMACIONES. Diferencias divididas. Fórmulas de Newton y de Lagrange. Interpolación de Hermite. Interpolación por splines. Ajuste por mínimos cuadrados. Estimación de la bondad del ajuste. Aplicaciones. Implementación computacional.
UNIDAD TEMÁTICA 6. DIFERENCIACIÓN NUMÉRICA. Aproximaciones a derivadas de primer orden y de orden superior. Errores de las aproximaciones. Aplicaciones. Implementación computacional.
UNIDAD TEMÁTICA 7: INTEGRACIÓN NUMÉRICA. Fórmulas de Newton-Cotes. Fórmulas de Gauss. Aplicaciones.
Implementación computacional.
UNIDAD TEMÁTICA 8: RESOLUCIÓN NUMÉRICA DE ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS.
Problemas de valor inicial. Métodos de la serie de Taylor, Métodos de Euler y Euler Mejorado. Métodos de Runge-Kutta,
Resolución de sistemas de ecuaciones diferenciales de primer orden. Resolución de Ecuaciones Diferenciales de orden superior. Problemas con condiciones de contorno. Aplicaciones. Implementación computacional.
BIBLIOGRAFÍA
Año: 2025, semestre: 1
Vigencia: 31/12/2022 - Actualidad
BURDEN R. L. Y FAIRES J. D., ANÁLISIS NUMÉRICO, 9A. ED., 2011, CENGAGE LEARNING NAKAMURA S. , MÉTODOS NUMÉRICOS APLICADOS CON SOFTWARE, 1992, PRENTICE-HALL HISPANOAMERICANA CHAPRA S. C. Y CANALE R. P., MÉTODOS NUMÉRICOS PARA INGENIEROS, 5A. ED., 2007. MCGRAW-HILL MATHEWS, J. H., MÉTODOS NUMÉRICOS CON MATLAB, 1999, PRENTICE-HALL ETTER D. M., SOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE INGENIERÍA CON MATLAB, 2A. ED., 1998, PRENTICE-HALL SCHEID F, THEORY & PROBLEMS OF NUMERICAL ANALYSIS – SCHAUMS, 2004, TATA MCGRAW HILL CO LTD MOORE H. MATLAB PARA INGENIEROS, 2007, PEARSON-PRENTICE HALL GILAT A., MATLAB. UNA INTRODUCCIÓN CON EJEMPLOS PRÁCTICOS, 2006, REVERTÉ SÁNCHEZ SÁNCHEZ J. M. Y SOUTO IGLESIAS A., PROBLEMAS DE CÁLCULO NUMERICO PARA INGENIEROS CON APLICACIONES MATLAB, 2005, MCGRAW-HILL ESPAÑA J. POLKING Y D. ARNOLD, ORDINARY DIFFERENTIAL EQUATIONS USING MATLAB, PRENTICE-HALL, INC.1999
ACTIVIDADES PRÁCTICAS
Para cada una de las unidades temáticas, las incluyen: el desarrollo de tareas introductorias que, partiendo de saberes previos, motivan y guían para la construcción de los nuevos; el desarrollo de ejercicios a través de los que se refuerzan la comprensión de conceptos, el conocimiento de procedimientos y las habilidades para la resolución de problemas; técnicas matemáticas e implementación computacional de algoritmos para resolución de cuestiones de aplicación a la física y a la ingeniería. Discutir los resultados obtenidos
METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA
La metodología con la que se desarrollan los cursos se basa en la concepción del aprendizaje y la enseñanza como un proceso en el que el alumno no es un mero receptor de información, sino que construye los conocimientos desde sus ideas y estructuras previas. El aprendizaje es una actividad individual y a la vez colectiva que implica producir cambios en las estructuras de pensamiento. El docente guía en el aprendizaje a través de estrategias adecuadas que favorecen la conexión entre distintos conceptos y conocimientos. Las clases son por lo tanto de carácter teórico-
práctico, tipo taller, con distintas etapas: aplicaciones del profesor, consultas de los estudiantes a los docentes y trabajo en grupo entre alumnos con el objetivo de resolver problemas en forma conjunta, generar diálogos, debates,
asignación de roles y colaboración entre ellos. Por otro lado, el aula es el ámbito central para los alumnos que trabajan con la Guía Teórico-Práctica de la asignatura (formato impreso y digital) elaborado por profesores de la misma, en interacción y colaboración con sus pares, y con supervisión de profesores y auxiliares docentes. En este espacio se promueve el aprendizaje autónomo, continuo y el desarrollo de habilidades comunicativas. También desde el equipo docente se insta a los estudiantes a la responsabilidad, a una comunicación honesta y veraz, al seguimiento de las normas y la conducta y a una actitud positiva frente al trabajo y la dificultad. De forma que el alumno encuentre un buen clima de aula que le permita desarrollarse para su futura profesión y poder contribuir a mejorar la sociedad en la que vive ejerciendo el liderazgo y actitudes emprendedoras.
SISTEMA DE EVALUACIÓN
. La evaluación se realiza a través de exámenes parciales de carácter teórico-práctico y exámenes finales de acuerdo a la ordenanza vigente. Se establecen las formas de aprobar por régimen de Promoción Directa y por aprobación de cursada más Examen Final. Los contenidos de la asignatura se agrupan en dos módulos, cada uno con una instancia de evaluación escrita y su correspondiente recuperación. Además, se establece una fecha de recuperación adicional especial al final del curso para aquellos estudiantes que no hayan alcanzado la aprobación total. Las evaluaciones consisten en la resolución escrita de una serie de ejercicios teóricos prácticos. Deberán analizar y realizar algoritmos numéricos implementados computacionalmente, la realización de estos códigos se hacen en lenguaje Matlab/ Octave, los alumno deberán dar respuesta, resolver, analizar cuáles técnicas y/o conceptos teóricos es posible utilizar, justificando el proceso realizado. En relación a la Promoción Directa: se acredita la materia con la aprobación de los dos módulos. Los alumnos que al finalizar el curso hayan aprobado ambos módulos y tengan promedio mayor o igual a seis, promocionan la materia con una nota final conformada por el promedio de las notas obtenidas en los exámenes de los módulos. En la aprobación por Examen Final, los alumnos que no hayan aprobado por Promoción Directa, pero hayan obtenido una nota mayor o igual a cuatro en cada uno de los módulos obtendrán la aprobación de la cursada y la habilitación para rendir el Examen Final.
MATERIAL DIDÁCTICO
Material didáctico: La Guía Teórico-Práctica es el núcleo del trabajo en el aula. Cada actividad referida a un concepto, un resultado, un método o procedimiento, plantea un trabajo constructivo por parte del alumno, que, guiado por sus docentes y en etapas sucesivas, logra la incorporación del tema estudiado. Cada actividad es seguida de una guía de estudio y revisión y una guía de ejercitación.