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.
- Curvas de nivel.
- Límites. Continuidad.
- Derivadas parciales y direccionales.
- Diferencial. Gradiente. Puntos críticos.
- Derivadas parciales segundas.
- Condición suficiente de diferenciabilidad.
- Regla de la cadena.
- Aplicaciones geométricas. Conjuntos de nivel. Planos tangentes.
- Máximos, mínimos y puntos de ensilladura.
Capítulo 2.- Espacio euclídeo.
- Vectores.
- Producto escalar.
- Desigualdad de Schwarz. Teorema de Pitágoras.
- Método de ortogonalización de Gram-Schmidt.
- Distancia de un vector a un subespacio.
- Ajuste por mínimos cuadrados.
Bibliografía
Teoría y enunciados de problemas
- T.M. Apostol: Calculus, 2 volúmenes, Reverté, Barcelona, 1978.
Claro; riguroso. El volumen 2 se usará para toda la asignatura.
- Marsden y Tromba: Cálculo vectorial. Didáctico con muy buenas figuras.
- 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.
- S. Lang: Álgebra lineal, Fondo Educativo Interamericano, 1993.
Elemental, recomendado para el Capítulo 2.
Problemas resueltos
- M.R. Spiegel: Teoría y problemas de cálculo avanzado, Colección Schaum, McGraw-Hill.
- Demidovich: 5000 problemas de análisis matemático.
- 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:
- Funciones de una variable real:
- idea intuitiva de límite y continuidad;
- saber derivar funciones elementales;
- derivabilidad: concepto y definición;
- interpretación física de la derivada: velocidad;
- interpretación geométrica de la derivada: recta tangente;
- recta tangente y=mx+b a una curva y=f(x); la pendiente
m=f'(x); tangente de un ángulo; relaciones entre estos conceptos;
- teorema de valor medio;
- las funciones con derivada nula son constantes;
- intervalos donde una función es monótona: creciente o decreciente;
- máximos y mínimos relativos;
- intervalos donde una función es cóncava o convexa; puntos de inflexión;
- Funciones elementales:
- 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.
- 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 = ∞ ;
- sen x ; cos x ; tg x ; arcsen x ;
arccos x ; arctg x .
- Geometría:
- Medida de un ángulo en radianes.
- Tangente de un ángulo.
- Producto escalar de vectores. Producto vectorial de vectores
de tres dimensiones.
- Rectas en el plano. Vector normal a una recta.
- Rectas y planos en el espacio. Vector normal a un plano.
- Distancia de un punto a un plano.
- Ecuación de la circunferencia y de la elipse.
- Recta tangente a una circunferencia en un punto.
- Ecuación de una esfera.
- 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
Modificada el 27 de septiembre de 2005.