Cálculo y Álgebra

1º de Ciencias Ambientales. Curso actual


Carácter: troncal.

Duración: 1er cuatrimestre.

Créditos: teóricos: 3, prácticos: 1,5, totales: 4,5.

Profesor responsable:

Juan-Miguel Gracia (Grupo 16).

Objetivos generales:

Cálculo diferencial de funciones de varias variables reales. Se pondrá énfasis en el significado geométrico de las gráficas de funciones y los mapas de las curvas y superficies de nivel.








Programa

Capítulo 1.- Funciones de varias variables reales.

  1. Curvas de nivel.
  2. Límites. Continuidad.
  3. Derivadas parciales y direccionales.
  4. Diferencial. Gradiente. Puntos críticos.
  5. Derivadas parciales segundas.
  6. Condición suficiente de diferenciabilidad.
  7. Regla de la cadena.
  8. Aplicaciones geométricas. Conjuntos de nivel. Planos tangentes.
  9. Máximos, mínimos y puntos de ensilladura.

Capítulo 2.- Espacio euclídeo.

  1. Vectores.
  2. Producto escalar.
  3. Desigualdad de Schwarz. Teorema de Pitágoras.
  4. Método de ortogonalización de Gram-Schmidt.
  5. Distancia de un vector a un subespacio.
  6. Ajuste por mínimos cuadrados.







Bibliografía

Teoría y enunciados de problemas
  1. T.M. Apostol: Calculus, 2 volúmenes, Reverté, Barcelona, 1978. Claro; riguroso. El volumen 2 se usará para toda la asignatura.
  2. Marsden y Tromba: Cálculo vectorial. Didáctico con muy buenas figuras.
  3. R. Courant y F. John: Introducción al cálculo y al análisis matemático , novena reimpresión, Limusa, México, 1999. Un libro clásico, que une la imaginación intuitiva y el razonamiento deductivo.
  4. S. Lang: Álgebra lineal, Fondo Educativo Interamericano, 1993. Elemental, recomendado para el Capítulo 2.
Problemas resueltos
  1. M.R. Spiegel: Teoría y problemas de cálculo avanzado, Colección Schaum, McGraw-Hill.
  2. Demidovich: 5000 problemas de análisis matemático.
  3. Bombal, Rodríguez Marín, Vera: Problemas de análisis matemático, tomo 2. Cálculo diferencial, Editorial AC, Madrid, ¡nivel alto!







Conocimientos previos

Es muy importante que el estudiante conozca y maneje con soltura antes de empezar a cursar esta asignatura los conceptos siguientes:
  1. Funciones de una variable real:
    1. idea intuitiva de límite y continuidad;
    2. saber derivar funciones elementales;
    3. derivabilidad: concepto y definición;
    4. interpretación física de la derivada: velocidad;
    5. interpretación geométrica de la derivada: recta tangente;
    6. recta tangente y=mx+b a una curva y=f(x); la pendiente m=f'(x); tangente de un ángulo; relaciones entre estos conceptos;
    7. teorema de valor medio;
    8. las funciones con derivada nula son constantes;
    9. intervalos donde una función es monótona: creciente o decreciente;
    10. máximos y mínimos relativos;
    11. intervalos donde una función es cóncava o convexa; puntos de inflexión;
  2. Funciones elementales:
    1. Exponencial f(x)=ex : f'(x)=ex; Para todo número real x se tiene que ex > 0; ex es una función estrictamente creciente; lím x → ∞ ex = ∞ ; lím x → -∞ ex = 0; ex+y = exey ; e0 = 1. Esta es la función más importante de las Matemáticas.
    2. Logaritmo neperiano ln x : función recíproca o inversa de ex; ln (xy) = ln x + ln y; ln 1 = 0; lím x → 0+ ln x = -∞ ; lím x → ∞ ln x = ∞ ;
    3. sen x ; cos x ; tg x ; arcsen x ; arccos x ; arctg x .
  3. Geometría:
    1. Medida de un ángulo en radianes.
    2. Tangente de un ángulo.
    3. Producto escalar de vectores. Producto vectorial de vectores de tres dimensiones.
    4. Rectas en el plano. Vector normal a una recta.
    5. Rectas y planos en el espacio. Vector normal a un plano.
    6. Distancia de un punto a un plano.
    7. Ecuación de la circunferencia y de la elipse.
    8. Recta tangente a una circunferencia en un punto.
    9. Ecuación de una esfera.
    10. Plano tangente a una esfera en un punto.






Se recomienda al futuro estudiante de esta asignatura que medite sobre el significado de la figura animada siguiente







Portada de la sección departamental

Modificada el 27 de septiembre de 2005.

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