Datos Identificativos 2013/14
Asignatura (*) Ecuacións Diferenciais Código 770G02011
Titulación
Grao en Enxeñaría Eléctrica
Descriptores Ciclo Período Curso Tipo Créditos
Grao 1º cuadrimestre
Segundo Formación básica 6
Idioma
Galego
Prerrequisitos
Departamento Matemáticas
Coordinación
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
Descrición xeral 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 do título
Código Competencias da titulación
A3 Capacidade para realizar medicións, cálculos, valoracións, taxacións, peritaxes, estudos e informes.
A6 Capacidade para a resolución dos problemas matemáticos que se poidan suscitar na enxeñaría. Aptitude para aplicar os coñecementos sobre: álxebra lineal; xeometría; xeometría diferencial; cálculo diferencial e integral; ecuacións diferenciais e en derivadas parciais; métodos numéricos; algorítmica numérica; estatística e optimización.
A7 Comprender e dominar os conceptos básicos sobre as leis xerais da mecánica, termodinámica, campos e ondas e electromagnetismo e a súa aplicación para resolver problemas propios da enxeñaría.
A10 Coñecementos básicos sobre o uso e programación dos ordenadores, sistemas operativos, bases de datos e programas informáticos con aplicación en enxeñaría.
B1 Capacidade de resolver problemas con iniciativa, toma de decisións, creatividade e razoamento crítico.
B2 Capacidade de comunicar e transmitir coñecementos, habilidades e destrezas no campo da enxeñaría industrial.
B4 Capacidade de traballar e aprender de forma autónoma e con iniciativa.
B6 Capacidade de usar adecuadamente os recursos de información e aplicar as tecnoloxías da información e as comunicacións na enxeñaría.
B7 Capacidade para traballar de forma colaborativa e de motivar un grupo de traballo.
C1 Expresarse correctamente, tanto de forma oral coma escrita, nas linguas oficiais da comunidade autónoma.
C3 Utilizar as ferramentas básicas das tecnoloxías da información e as comunicacións (TIC) necesarias para o exercicio da súa profesión e para a aprendizaxe ao longo da súa vida.
C6 Valorar criticamente o coñecemento, a tecnoloxía e a información dispoñible para resolver os problemas cos que deben enfrontarse.

Resultados de aprendizaxe
Competencias de materia (Resultados de aprendizaxe) Competencias da titulación
Saber escribir os modelos matemáticos que gobernan os fenómenos físicos máis sinxelos en termos das ecuacións diferenciais A3
A6
A7
B1
B2
B4
C1
Entender as características básicas das ecuacións diferenciais: as diferenzas entre os distintos tipos e as dificultades da súa resolución. A3
A6
B1
B2
B4
C1
Coñecer e saber aplicar os distintos métodos analíticos de resolución de ecuacións diferenciais ordinarias (tanto de primeira orde coma de orde superior) A3
A6
B1
B2
B4
C1
Coñecer e saber aplicar a transformada de Laplace para resolver sistemas de ecuacións diferenciais ordinarias e problemas de valor inicial. A3
A6
B1
B4
C1
Coñecer e saber aplicar as series de Fourier e a transformada Z para resolver ecuacións diferenciais ordinarias lineais A3
A6
B1
B2
B4
C1
Coñecer e saber aplicar os métodos numéricos máis sinxelos para aproximar a solución de ecuacións diferenciais A3
A6
B1
B2
B4
C1
Coñecer as nocións máis básicas das ecuacións en derivadas parciais e do cálculo en variable complexa e a súa relación cos modelos matemáticos que gobernan fenómenos físicos en dúas e tres dimensións A3
A6
A7
B1
B2
B4
C1
Saber empregar a bibliografía da materia e as ferramentas TIC disponibles para atopar a información necesaria para resolver un problema dado B4
B6
B7
C3
C6
Ser capaz de empregar un programa de ordenador para calcular a solución de problemas que involucran ecuacións diferenciais tanto de forma simbólica ser capaz de aproximalas mediante métodos numéricos A10
B1
B2
B4
C3
C6

Contidos
Temas Subtemas
Introdución ás ecuacións diferenciais ordinarias (EDOs) Motivación
Terminoloxía básica: orde, tipo e linearidade
Solución xeral e solución particular
Existencia e unicidade de solución para un problema de valor inicial de primeira orde
Algunhas EDOs que gobernan fenómenos físicos na Enxeñaría
EDOs de primeira orde Ecuacións en variables separadas
Ecuacións exactas. Factor integrante
Ecuacións lineais
Aplicacións das EDOs de primeira orde
Introdución á resolución numérica de EDOs Motivación. Xeneralidades
Resolución numérica dun problema de valor inicial de primeira orde
Métodos de Euler e Runge-Kutta
EDOs lineais de orde superior Ecuacións lineais de segunda orde
Ecuacións lineais homoxéneas con coeficientes constantes
Solución xeral
Ecuacións lineais non homoxéneas con coeficientes constantes
Ecuacións lineais de orde superior. Aplicacións.
Transformada de Laplace Definición da transformada de Laplace
Cálculo e propiedades da transformada de Laplace
Transformada inversa de Laplace
Aplicación á resolución de sistemas lineais de ecuacións diferenciais Aplicacións na Enxeñaría Eléctrica
Resolución de sistemas lineais de EDOs Sistemas de ecuacións diferenciais lineais de primeira orde
Estructura dos conxuntos de solucións
Wronskiano dun conxunto de funcións
Resolución de sistemas homoxéneos con coeficientes constantes
Series de Fourier e transformada Z Definición das series de Fourier e transformada Z
Cálculo e propiedades das series de Fourier e transformada Z
Transformada Z inversa
Aplicacións á resolución de EDOs de orde superior
Introducción ás ecuacións en derivadas parciais (EDPs) Definición de EDP: orde e solución dunha EDP
EDPs de segunda orde lineais
Introducción ás ecuacións clásicas: ecuacións do calor e de ondas
Método de separación de variables

Planificación
Metodoloxías / probas Horas presenciais Horas non presenciais / traballo autónomo Horas totais
Sesión maxistral 21 42 63
Prácticas de laboratorio 9 9 18
Proba mixta 4 0 4
Seminario 21 42 63
 
Atención personalizada 2 0 2
 
*Os datos que aparecen na táboa de planificación son de carácter orientativo, considerando a heteroxeneidade do alumnado

Metodoloxías
Metodoloxías Descrición
Sesión maxistral Exposición no encerado ou coa axuda de medios audiovisuais, os contidos especificados no programa da materia. A finalidade destas sesións é proporcionar ao alumnado os coñecementos básicos que lle faciliten a aprendizaxe e lle permitan abordar o estudo da materia do modo máis autónomo posible, coa axuda da bibliografía e dos exercicios que se propoñan ao longo de todo o curso
Prácticas de laboratorio Prácticas interactivas nas que se resolverán problemas aplicados relacionados cos contidos do curso coa axuda do programa de ordenador Matlab/Octave (mediante o uso de procedementos tanto de cálculo simbólico como numérico). Estas prácticas desenvolveranse na aula de informática.
Proba mixta Realización dun examen escrito que consistirá nunha colección de cuestiones teóricas e de problemas (do mesmo tipo que as cuestións e problemas propuestos nas sesións expositivas e seminarios).
Seminario Sesións nas que fundamentalmente trataranse de resolver as dúbidas enunciadas polos alumnos. Así mesmo, traballarase tamén a resolución de exercicios propostos nas sesións expositivas e darase continuidade, dende un punto de vista analítico, a aqueles problemas propostos nas prácticas de ordenador.

Atención personalizada
Metodoloxías
Prácticas de laboratorio
Seminario
Descrición
a) A diversidade do alumnado e da súa formación fai recomendable unha orientación personalizada, que podería levarse a cabo no marco dunha acción titorial
b) Nas prácticas de ordenador, o profesorado presente na aula de informática axudará ao alumnado no desenvolvemento dos problemas enunciados nas sesións prácticas, tanto no manexo do programa de ordenador Matlab/Octave como na compresión dos aspectos teóricos e prácticos das ecuacións diferenciais
c) Durante os seminarios, o profesorado fará un seguimento máis detallado do alumnado no proceso da súa aprendizaxe mediante a resolución de cuestións teóricas, resolución de problemas e aplicacións a problemas simples no ámbito da Enxeñaría Eléctrica.

Avaliación
Metodoloxías Descrición Cualificación
Prácticas de laboratorio Resolución de problemas de carácter práctico e ilustración de aspectos teóricos coa axuda do programa de ordenador Matlab/Octave 10
Proba mixta Proba escrita que inclúe resolución de problemas e cuestións breves (referentes tanto a contidos teóricos como ás prácticas de ordenador) 70
Seminario Participación activa e traballo realizado na resolución de cuestións teóricas e problemas prácticos (de forma individual ou en grupos moi reducidos) 20
 
Observacións avaliación

A cualificación final da materia consta de tres partes:

  • a cualificación das prácticas de laboratorio: NP (entre 0 e 1)
  • a cualificación da proba mixta: NE (entre 0 e 7)
  • a cualificación dos seminarios: NS (entre 0 e 2)
  • A cualificación final será a suma de NP+NE+NS soamente no caso no que se cumpran as seguintes condicións:

  • as ausencias inxustificadas nos seminarios e nas prácticas de laboratorio non superen o 10%
  • a cualificación da proba mixta NE sexa maior que 2.45
  • Noutro caso, a cualificación final será a dada pola proba mixta NE. Tanto as cualificacións NP como NS conservaranse na segunda oportunidade de avaliación.


    Fontes de información
    Bibliografía 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

    Bibliografía complementaria 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)


    Recomendacións
    Materias que se recomenda ter cursado previamente

    Materias que se recomenda cursar simultaneamente

    Materias que continúan o temario
    Cálculo/770G01001
    Física I/770G01003
    Alxebra/770G01006

    Observacións
  • Estudo diario dos contidos tratados nas sesións expositivas, complementados co curso virtual e a bibliografía recomendada
  • Resolución tanto dos exercicios propostos nas sesións presenciais como doutros atopados na bibliografía recomendada
  • Revisar periodicamente as prácticas de ordenador, para o que se dispón das aulas de Informática de libre acceso no centro
  • Uso das horas de titoría do profesorado para resolver todo tipo de dúbidas sobre os contidos da materia.


  • (*)A Guía docente é o documento onde se visualiza a proposta académica da UDC. Este documento é público e non se pode modificar, salvo casos excepcionais baixo a revisión do órgano competente dacordo coa normativa vixente que establece o proceso de elaboración de guías