Datos Identificativos 2013/14
Asignatura (*) Ecuaciones Diferenciales Código 770G02011
Titulación
Grao en Enxeñaría Eléctrica
Descriptores Ciclo Periodo Curso Tipo Créditos
Grado 1º cuatrimestre
Segundo Formación Básica 6
Idioma
Gallego
Prerrequisitos
Departamento Matemáticas
Coordinador/a
Prieto Aneiros, Andrés
Correo electrónico
andres.prieto@udc.es
Profesorado
Ladra Gonzalez, Marcelino Eulogio
Prieto Aneiros, Andrés
Correo electrónico
marcelino.ladra@udc.es
andres.prieto@udc.es
Web http://campusvirtual.udc.es/moodle
Descripción general As ecuacións diferenciais e os seus métodos de resolución son ferramentas básicas para a descrición e o estudo dos modelos matemáticos máis simples que gobernan unha gran variedade de fenómenos físicos: no ámbito da mecánica de fluídos, do electromagnetismo, da termodinámica ou da resistencia de materias. Nesta materia farase unha introducción ao estudo das ecuacións diferenciais (tanto de primeira orde coma de orde superior) e estudaranse distintos métodos de resolución tanto analíticos como numéricos. Ademais, describiranse as nocións máis básicas das ecuacións en derivadas parciais e o cálculo en variable complexa.

Competencias del título
Código Competencias de la titulación
A3 Capacidad para realizar mediciones, cálculos, valoraciones, tasaciones, peritaciones, estudios e informes.
A6 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.
A7 Comprender y dominar los conceptos básicos sobre las leyes generales de la mecánica, termodinámica, campos y ondas y electromagnetismo y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería.
A10 Conocimientos básicos sobre el uso y programación de los ordenadores, sistemas operativos, bases de datos y programas informáticos con aplicación en ingeniería.
B1 Capacidad de resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad y razonamiento crítico.
B2 Capacidad de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la ingeniería industrial.
B4 Capacidad de trabajar y aprender de forma autónoma y con iniciativa.
B6 Capacidad de usar adecuadamente los recursos de información y aplicar las tecnologías de la información y las comunicaciones en la Ingeniería.
B7 Capacidad para trabajar de forma colaborativa y de motivar a un grupo de trabajo.
C1 Expresarse correctamente, tanto de forma oral como escrita, en las lenguas oficiales de la comunidad autónoma.
C3 Utilizar las herramientas básicas de las tecnologías de la información y las comunicaciones (TIC) necesarias para el ejercicio de su profesión y para el aprendizaje a lo largo de su vida.
C6 Valorar críticamente el conocimiento, la tecnología y la información disponible para resolver los problemas con los que deben enfrentarse.

Resultados de aprendizaje
Competencias de materia (Resultados de aprendizaje) Competencias de la titulación
Saber escribir los modelos matemáticos que gobiernan los fenómenos físicos más simples en términos de las ecuaciones diferenciales. A3
A6
A7
B1
B2
B4
C1
Entender las características básicas de las ecuaciones diferenciales: las diferencias entre los distintos tipos y las dificultades de su resolución. A3
A6
B1
B2
B4
C1
Conocer y saber aplicar los distintos métodos analíticos de resolución de ecuaciones diferenciales ordinarias (tanto de primer orden como de orden superior). A3
A6
B1
B2
B4
C1
Conocer y saber aplicar la transformada de Laplace para resolver sistemas de ecuaciones diferenciales ordinarias y problemas de valor inicial. A3
A6
B1
B4
C1
Conocer y saber aplicar las series de Fourier y la transformada Z para resolver ecuaciones diferenciales ordinarias lineales A3
A6
B1
B2
B4
C1
Conocer y saber aplicar los métodos numéricos más simples para aproximar la solución de ecuaciones diferenciales. A3
A6
B1
B2
B4
C1
Conocer las nociones más básicas de las ecuaciones en derivadas parciales y del cálculo en variable compleja y su relación con los modelos matemáticos que gobiernan fenómenos físicos en dos y tres dimensiones. A3
A6
A7
B1
B2
B4
C1
Saber emplear la bibliografía de la asignatura y las herramientas TIC disponibles para encontrar la información necesaria para resolver un problema dado B4
B6
B7
C3
C6
Ser capaz de emplear un programa de ordenador para calcular la solución de problemas que involucran ecuaciones diferenciales tanto de forma simbólica como de aproximarlas mediante métodos numéricos A10
B1
B2
B4
C3
C6

Contenidos
Tema Subtema
Introducción a las ecuaciones diferenciales ordinarias (EDOs) Motivación
Terminología básica: orden, tipo e linealidad
Solución general y solución particular
Existencia y unicidad de solución para un problema de valor inicial de primer orden
Algunas EDOs que gobiernan fenómenos físicos en la Ingeniería
EDOs de primer orden Ecuaciones en variables separadas
Ecuaciones exactas. Factor integrante
Ecuaciones lineales
Aplicaciones de las EDOs de primer orden
Introducción a la resolución numérica de EDOs Motivación
Generalidades
Resolución numérica de un problema de valor inicial de primer orden
Métodos de Euler y Runge-Kutta
EDOs lineales de orden superior Ecuaciones lineales de segundo orden
Ecuaciones lineales homogéneas con coeficientes constantes
Solución general
Ecuaciones lineales no homogéneas con coeficientes constantes
Ecuaciones lineales de orden superior. Aplicaciones.
Transformada de Laplace Definición de la transformada de Laplace
Cálculo y propiedades de la transformada de Laplace
Transformada inversa de Laplace
Aplicación a la resolución de sistemas lineales de ecuaciones diferenciales
Aplicaciones en la Ingeniería Eléctrica
Resolución de sistemas lineales de EDOs Sistemas de ecuaciones diferenciales lineales de primer orden
Estructura de los conjuntos de soluciones
Wronskiano de un conjunto de funciones
Resolución de sistemas homogéneos con coeficientes constantes
Series de Fourier y transformada Z Definición de las series de Fourier y la transformada Z
Cálculo y propiedades de las series de Fourier y transformada Z
Transformada Z inversa
Aplicaciones a la resolución de EDOs de orden superior
Introducción a las ecuaciones en derivadas parciales (EDPs) Definición de EDP: orden y solución de una EDP
EDPs de segundo orden lineales
Introducción a las ecuaciones clásicas: ecuaciones del calor y de ondas
Método de separación de variables

Planificación
Metodologías / pruebas Horas presenciales Horas no presenciales / trabajo autónomo Horas totales
Sesión magistral 21 42 63
Prácticas de laboratorio 9 9 18
Prueba mixta 4 0 4
Seminario 21 42 63
 
Atención personalizada 2 0 2
 
(*)Los datos que aparecen en la tabla de planificación són de carácter orientativo, considerando la heterogeneidad de los alumnos

Metodologías
Metodologías Descripción
Sesión magistral Exposición en la pizarra o con la ayuda de medios audiovisuales, los contenidos especificados en el programa de la asignatura. La finalidad de estas sesiones es proporcionar al alumnado los conocimientos básicos que le faciliten el aprendizaje y le permitan abordar el estudio de la materia del modo más autónomo posible, con la ayuda de la bibliografía y de los ejercicios que se propongan a lo largo de todo el curso
Prácticas de laboratorio Prácticas interactivas en las que se resolverán problemas aplicados relacionados con los contenidos del curso con la ayuda del programa de ordenador Matlab/Octave (mediante el uso de procedimientos tanto de cálculo simbólico como numérico). Estas prácticas se desarrollarán en el aula de informática.
Prueba mixta Realización de un examen escrito que consistirá en una colección de cuestiones teóricas y de problemas (del mismo tipo que las cuestiones y problemas propuestos en las sesiones expositivas y seminarios).
Seminario Sesiones en las que fundamentalmente se tratará de resolver las dudas planteadas por los alumnos. Del mismo modo, se trabajarán también la resolución de ejercicios propuestos en las sesiones expositivas y se dará continuidad, desde un punto de vista analítico, a aquellos problemas propuestos en las prácticas de ordenador.

Atención personalizada
Metodologías
Prácticas de laboratorio
Seminario
Descripción
a) La diversidad del alumnado y de su formación hace recomendable una orientación personalizada, que podría llevarse a cabo en el marco de una acción tutorial
b) En las prácticas de ordenador, el profesorado presente en el aula de informática ayudará al alumnado en el desarrollo de los problemas enunciados en las sesiones prácticas, tanto en el manejo del programa de ordenador Matlab/Octave como en la comprensión de los aspectos teóricos y prácticos de las ecuaciones diferenciales
c) Durante los seminarios, el profesorado hará un seguimiento más detallado del alumnado en el proceso de su aprendizaje mediante la resolución de cuestiones teóricas, resolución de problemas y aplicaciones a problemas simples en el ámbito de la Ingeniería Eléctrica.

Evaluación
Metodologías Descripción Calificación
Prácticas de laboratorio Resolución de problemas de carácter práctico e ilustración de aspectos teóricos con la ayuda del programa de ordenador Matlab/Octave 10
Prueba mixta Prueba escrita que incluye resolución de problemas y cuestiones breves (referentes tanto a contenidos teóricos como a las prácticas de ordenador) 70
Seminario Participación activa y trabajo realizado en la resolución de cuestiones teóricas y problemas prácticos (de forma individual o en grupos muy reducidos) 20
 
Observaciones evaluación

La calificación final de la asignatura consta de tres partes:

  • la calificación de las prácticas de laboratorio: NP (entre 0 y 1)
  • la calificación de la prueba mixta: NE (entre 0 y 7)
  • la calificación de los seminarios: NS (entre 0 y 2)
  • La calificación final será la suma de NP+NE+NS solamente en el caso en el que se cumplan las siguientes condiciones:

  • las ausencias injustificadas en los seminarios y en las prácticas de laboratorio no superen el 10%
  • la calificación de la prueba mixta NE sea mayor que 2.45
  • En otro caso, la calificación final será la dada por la prueba mixta NE. Tanto las calificaciones NP como NS se conservarán en la segunda oportunidad de evaluación.


    Fuentes de información
    Básica G. F. Simmons (1991). Ecuaciones Diferenciales. Mcgraw-Hill
    P. Quintela (2001). Ecuaciones Diferenciales. Tórculo
    S. L. Ross (1992). Ecuaciones Diferenciales. Reverté
    W. R. Derrick, S. I. Grossman (1984). Ecuaciones Diferenciales con aplicaciones. Fondo Educativo Interamericano
    D. G. Zill (2002). Ecuaciones diferenciales con aplicaciones de modelado. Thomson learning
    R. K. Nagle, E. B. Saff (2005). Ecuaciones diferenciales y problemas con valores en la frontera. Pearson Education
    M. Braun (1990). Ecuaciones Diferenciales y sus Aplicaciones. Ed. Iberoaméricana
    C. H. Edwards, D. E. Penney (2008). Elementary Differential Equations. Prentice-Hall
    W. E. Boyce, R. C. DiPrima (2005). Elementary Differential Equations and Boundary Value Problems. John Wiley & Sons
    R. K. Nagle, E. B. Saff (1992). Fundamentos de ecuaciones diferenciales. Addison-Wesley
    J. Gonzalez Montiel (1988). Problemas de ecuaciones diferenciales. Publ. Univ. Politécnica de Madrid
    M. R. Spiegel (2001). Transformadas de Laplace. Mcgraw-Hill

    Complementária S. Rosloniec (2008). Fundamental Numerical Methods for Electrical Engineering. Springer (Capítulos 6-8)
    T. B. A. Senior (1986). Mathematical Methods in Electrical Engineering. Cambridge University Press (Capítulos 2,4)


    Recomendaciones
    Asignaturas que se recomienda haber cursado previamente

    Asignaturas que se recomienda cursar simultáneamente

    Asignaturas que continúan el temario
    Cálculo/770G01001
    Física I/770G01003
    Algebra/770G01006

    Otros comentarios
  • Estudio diario de los contenidos tratados en las sesiones expositivas, complementados con el curso virtual y la bibliografía recomendada
  • Resolución tanto de los ejercicios propuestos en las sesiones presenciales como de otros encontrados en la bibliografía recomendada
  • Revisar periódicamente las prácticas de ordenador, para lo que se dispone de las aulas de Informática de libre acceso en el centro
  • Uso de las horas de tutoría del profesorado para resolver todo tipo de dudas sobre los contenidos de la asignatura.


  • (*) La Guía Docente es el documento donde se visualiza la propuesta académica de la UDC. Este documento es público y no se puede modificar, salvo cosas excepcionales bajo la revisión del órgano competente de acuerdo a la normativa vigente que establece el proceso de elaboración de guías