Identifying Data 2015/16
Subject (*) Métodos Matemáticos en Arquitectura Code 630011407
Study programme
Arquitecto
Descriptors Cycle Period Year Type Credits
First and Second Cycle Yearly
Fourth Optativa 6
Language
Spanish
Teaching method Face-to-face
Prerequisites
Department Métodos Matemáticos e de Representación
Coordinador
Fernandez Esteller, Rosa Maria
E-mail
rosa.esteller@udc.es
Lecturers
Fernandez Esteller, Rosa Maria
E-mail
rosa.esteller@udc.es
Web http://moodle.udc.es
General description El objetivo de esta asignatura es proporcionar al alumno los conocimientos geométricos necesarios para el diseño de determinados elementos estructurales.
Así mismo, se pretende introducir al alumno en el conocimiento de las ecuaciones en derivadas parciales y dotarle de los conocimientos de métodos numéricos necesarios para el cálculo de las estructuras

Study programme competencies
Code Study programme competences
A53 CÁLCULO MATEMÁTICO: comprensión ou coñecemento do cálculo numérico, a análise matemática, a xeometría analítica e diferencial e os métodos alxebraicos, como bases do entendemento dos fenómenos físicos que atinxen aos sistemas, equipos e servizos propios da edificación e o urbanismo.
B2 Resolver problemas de forma efectiva.
B3 Aplicar un pensamento crítico, lóxico e creativo.
B8 Visión espacial.
B11 Capacidade de análise e síntese.
B28 Comprensión numérica.

Learning aims
Learning outcomes Study programme competences
Adquirir los conceptos fundamentales del Cálculo Vectorial A53
Conocer los conceptos de teoría de curvas y saber hallar los elementos del triedro de Frenet, así como calcular las curvaturas de flexión y de torsión A53
B2
Conocer el concepto de superficie y sus formas de expresión. Saber hallar las ecuaciones de las distintas clases de superficies A53
B2
Adquirir los conceptos elementales de la geometría diferencial de superficies.Saber hallar las ecuaciones de las líneas asíntoticas y de las líneas de curvatura principal. Saber clasificar los puntos de una superficie y hallar la Indicatriz de Dupin.Conocer algunas aplicaciones técnicas A53
B2
B8
Adquirir los conceptos básicos de las series trigonométricas. Saber desarrollar funciones en serie de Fourier. A53
Conocer los conceptos generales sobre ecuaciones en derivadas parciales. Saber integrar ecuaciones en derivadas parciales de primer orden. A53
B2
B3
B11
Saber aplicar el método de separación de variables para la resolución de ecuaciones en derivadas parciales de segundo orden lineales.Saber reducir las ecuaciones en derivadas parciales de segundo orden lineales a los tipos canónicos.Conocer algunos casos particulares importantes. A53
B2
B11
Conocer el problema de valor inicial para una ecuación diferencial ordinaria de primer orden. Conocer y saber aplicar los métodos aproximados de resolución de ecuaciones diferenciales ordinarias de primer orden. A53
B2
B28
Conocer el problema de valor inicial para una ecuación diferencial ordinaria de orden superior. Conocer y saber aplicar el método de diferencias finitas para la resolución de una ecuación diferencial ordinaria de segundo orden. A53
B2
B28
Conocer el problema de valores de contorno para ecuaciones diferenciales ordinarias. Conocer y saber aplicar el método de diferencias finitas para la resolución de un problema de valores de contorno. A53
B2
B28
Adquirir los conceptos básicos de resolución de Ecuaciones en derivadas parciales por métodos numéricos. Saber aplicarlos a las ecuaciones de la física-matemática. A53
B2
B28

Contents
Topic Sub-topic
BLOQUE I: TEORÍA DE CURVAS Y SUPERFICIES
Tema 1.- Análisis vectorial Función vectorial de una y varias variables reales. Derivación de una función vectorial. Campo escalar y campo vectorial. Gradiente, divergencia y rotacional. El operador nabla. El operador de Laplace. Algunas relaciones entre los operadores. Aplicaciones.

Tema 2.- Geometría diferencial de curvas. Definición de curva alabeada. Longitud de un arco de curva. Elemento diferencial de arco. Triedro intrínseco. Curvatura de flexión y de torsión de curvas alabeadas. Fórmulas de Frenet.
Tema 3.- Superficies Definición de superficie: formas paramétrica, explícita e implícita. Plano tangente y recta normal a una superficie. Superficies de revolución y de traslación. Superficies regladas.
Tema 4.- Elementos de geometría diferencial de superficies Elemento diferencial de superficie. Primera forma fundamental. Segunda forma fundamental. Curvatura y direcciones principales: teorema de Meusnier, indicatriz de Dupin, teorema de Euler. Aplicaciones técnicas: influencia del índice de curvatura de Gauss sobre las características geométricas de las láminas
Tema 5.- Geometría intrínseca Geometría intrínseca. Curvatura geodésica. Geodésicas.
BLOQUE II: ECUACIONES EN DERIVADAS PARCIALES
Tema 6.- Introducción: Series de Fourier Sucesiones y series funcionales. Series trigonométricas. Determinación de los coeficientes de una serie trigonométrica por las fórmulas de Fourier. Teorema de Dirichlet. Otras formas de desarrollo en serie de Fourier. Aplicaciones técnicas.
Tema 7.- Generalidades sobre las ecuaciones en derivadas parciales Ecuación diferencial en derivadas parciales. Orden. Solución o integral de una ecuación en derivadas parciales. Ecuación diferencial de una familia de superficies. Interpretación geométrica.
Tema 8.- Ecuaciones en derivadas parciales de primer orden Integración de las ecuaciones en derivadas parciales de primer orden. Sistema Equivalente. Caso particular de la ecuación homogénea. Aplicación geométrica.
Tema 9.- Ecuaciones en derivadas parciales de orden superior Ecuaciones en derivadas parciales de orden superior. Ecuaciones en derivadas parciales lineales. El operador Phi(Dx,Dy); soluciones. Método de separación de variables.
Tema 10.- Los tipos canónicos de las ecuaciones lineales en derivadas parciales de segundo orden. Reducción de la ecuación lineal de segundo orden a los tipos canónicos. Las curvas características y la reducción a la forma canónica. Casos particulares importantes. Aplicaciones técnicas.
BLOQUE III: RESOLUCIÓN NUMÉRICA DE ECUACIONES DIFERENCIALES
Tema 11.- El problema del valor inicial. El problema de valor inicial para una ecuación diferencial de primer orden. Teorema de existencia y unicidad de soluciones. Ecuaciones de orden superior. Necesidad de los métodos numéricos.
Tema 12.- Métodos analíticos de resolución de ecuaciones diferenciales. Método de Taylor. Esquema de iteración de Picard; ecuación integral equivalente
Tema 13.- Métodos numéricos de un paso. Método de Euler explícito. Método de Euler implícito. Método de Runge-Kutta de cuarto orden.
Tema 14.- Métodos numéricos multipaso. Métodos multipaso lineales. Métodos del "predictor-corrector"; método de Milne.
Tema 15.- Métodos numéricos para ecuaciones diferenciales de orden superior. Resolución de ecuaciones diferenciales de orden superior. Procedimiento de las Diferencias Finitas.
Tema 16.- Problema de valores de contorno para ecuaciones diferenciales ordinarias. Planteamiento del problema de valores de contorno para ecuaciones diferenciales ordinarias. Método de las diferencias finitas.

Planning
Methodologies / tests Competencies Ordinary class hours Student’s personal work hours Total hours
Objective test A53 B2 B3 B8 B11 B28 10 100 110
 
Personalized attention 40 0 40
 
(*)The information in the planning table is for guidance only and does not take into account the heterogeneity of the students.

Methodologies
Methodologies Description
Objective test Examen global de toda la asignatura en el que el alumno deberá contestar a las preguntas y cuestiones teóricas y resolver los problemas que se le planteen relativos a los contenidos del temario.

Personalized attention
Methodologies
Objective test
Description
A lo largo del curso el alumno deberá asistir a tutorías con el profesor, a fin de resolver las dudas que se le presenten en la materia.
Al tratarse de una materia extinguida y por tanto sin docencia, es importante el seguimiento del alumno por el profesor en el horario de tutorías.

Assessment
Methodologies Competencies Description Qualification
Objective test A53 B2 B3 B8 B11 B28 Al tratarse de una asignatura extinguida la evaluación se realizará mediante un único examen de toda la asignatura en las convocatorias oficiales establecidas.

En este examen global de toda la asignatura el alumno deberá contestar a las preguntas y cuestiones teóricas y resolver los problemas que se le planteen relativos a los contenidos del temario.
100
 
Assessment comments

Sources of information
Basic

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA

Complementary

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA

  • AKAI,J

    Métodos Numéricos aplicados a la Ingeniería

    Limusa Wiley

  • DO CARMO,M.

    Geometría Diferencial de curvas y superficies.

    Alianza Universidad Textos

  • EVANS,L.C.

    Partial Differential Equations

    American Mathematical Society

  • ISAACSON,E-BISHOP,H

    Análisis of numerical methods

    Wiley

  • LIPSCHUTZ,M

    Geometría Diferencial

    McGraw-Hill

  • PERAL ALONSO,I

    Primer curso de ecuaciones Diferenciales en Derivadas Parciales.

    Addison-Wesley/UAMadrid


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