Ministerio de Cultura y Educación Universidad Nacional de San Luis Facultad de Ciencias Físico-Matemáticas y Naturales Departamento: Matematicas Área: Matematicas |
I - Oferta Académica | ||||||||||
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II - Equipo Docente | ||||||||||||
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III - Características del Curso | |||||||||||||||||||||||||||||||
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IV - Fundamentación |
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El Análisis Numérico trata principalmente del desarrollo de métodos para aproximar, en forma eficiente, las soluciones de problemas expresados matemáticamente, que provienen de fenómenos físicos, químicos, biológicos, etc. y que los estudiantes de Matemática, Cs. Físicas, Ingeniería, Cs de la Computación, no pueden desconocer.
El uso efectivo de Análisis Numérico en las aplicaciones requiere de conocimientos teóricos y de experiencia computacional. El primero incluye la comprensión tanto del problema original a ser resuelto como los métodos numéricos a ser aplicados, incluyendo su derivación, análisis del error y la idea de cuando operan bien o no. La experiencia da sentido de realidad a las discusiones teóricas y permite comprender las restricciones que el uso de la computadora impone a las estructuras de los métodos numéricos, que no son tan evidentes desde el punto de vista puramente matemático. |
V - Objetivos |
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El principal objetivo de este curso es que los alumnos aprendan a reconocer el tipo de problemas que requieren de técnicas numéricas para su solución, vean algunos ejemplos de la propagación del error que se produce cuando los métodos numéricos son aplicados y hallen soluciones aproximadas precisas de problemas que no pueden resolverse exactamente. Se adquiere una base firme para estudios posteriores y el conocimiento y manejo de un Lenguaje de Programación de alto nivel como es MATLAB.
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VI - Contenidos |
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Unidad I: Preliminares Matemáticos. Representación computacional de los números. Fuentes de error. Propagación del error.
Unidad II: Teoría de interpolación. Polinomios de interpolación. Diferencias divididas de Newton. Interpolación de Hermite. Interpolación polinomial a trozos. Splines cúbicos. Unidad III: Diferenciación numérica. Integración numérica. Cuadraturas. Precisión de la cuadratura. Las reglas del Trapecio y de Simpson. Integración numérica compuesta. Fórmulas de Newton- Cotes. Cuadratura de Gauss. Error. Unidad IV: Álgebra Lineal. Espacios vectoriales, matrices y sistemas lineales. Normas de vectores y matrices. Solución numérica de sistemas de ecuaciones lineales. Eliminación Gausseana. Pivoteo. Análisis del error. Método de corrección residual. Métodos iterativos. Error. Convergencia. Unidad V: Aproximación de funciones. Teorema de Weierstrass. Teorema de Taylor. Mínimos cuadrados. Polinomios ortogonales. Unidad VI: Introducción a las Ecuaciones Diferenciales: clasificación. Problemas de valor inicial para Ecuaciones Diferenciales Ordinarias. Métodos de Euler y de Runge-Kutta. Ecuaciones de orden mayor. Problemas de valor de frontera para ecuaciones diferenciales ordinarias. Método del disparo lineal. Métodos de diferencia finita para problemas lineales . Unidad VII: Soluciones numéricas de ecuaciones diferenciales parciales. Ecuaciones diferenciales elípticas, parabólicas e hiperbólicas. Introducción al método del elemento finito. |
VII - Plan de Trabajos Prácticos |
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Los trabajos prácticos consistirán en prácticos de aula y de laboratorio informático en los que se resolverán problemas de aplicación de los métodos de análisis numérico y su implementación en lenguaje MATLAB.
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VIII - Regimen de Aprobación |
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Se exigirá una asistencia a un porcentaje no menor al 70% de los prácticos de laboratorio y la entrega de programas de distintos algoritmos codificados en MatLab.
Se tomará 2 (dos) parciales teórico– prácticos, con sus correspondientes recuperaciones y una recuperación general. La aprobación de los parciales requiere de una puntuación mínima equivalente a un 50 del total, con lo que se obtiene la regularidad. Una puntuación mayor que el 70 dará al alumno la promoción de la materia. . En caso de alcanzar la regularidad únicamente, se rendirá un examen final teórico oral o escrito. |
IX - Bibliografía Básica |
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[1] An Introduction to Numerical Analysis
[2] Kendall E. Atkinson [3] John Wiley & Sons - 1987 [4] Análisis Numérico [5] Richard L. Burden - J Douglas Faires [6] Grupo Editorial Iberoamérica - 1985 [7] Introducción al MATLAB [8] Kermit Sigmon [9] Departamento de Matemática [10] Universidad de Florida - 1992 [11] Cálculo Numérico para Computación en Ciencia e Ingeniería: Desarrollo práctico con Matlab. [12] Ignacio Martín Llorente & Víctor M.P.García Ed. Síntesis 1998 [13] ISBN 84-7738-586-6 [14] Análisis Numérico y Visualización Gráfica con Matlab [15] Autor : Shoichiro Nakamura. [16] Editorial : Prentice Hall (1997) |
X - Bibliografia Complementaria |
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[1] Numerical Methods, Software and Analysis
[2] John R Rice [3] McGraw - Hill Book Company - 1983 [4] Introductory Computer Methods and Numerical Analysis [5] Ralph Pennigton [6] Algebra Lineal y sus Aplicaciones [7] Gilbert Strang [8] Addison - Wesley Iberoamericano - 1986 |
XI - Resumen de Objetivos |
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Introducir a los alumnos en los conceptos básicos del Cálculo Numérico y en el uso de la computadora
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XII - Resumen del Programa |
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Métodos de aproximación de funciones: interpolación y mínimos cuadrados. Diferenciación e integración numérica. Ortogonalización de polinomios Métodos de resolución de Sistemas Lineales: directos e iterativos. Ceros de funciones: métodos de punto fijo
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XIII - Imprevistos |
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