Datos Identificativos 2023/24
Asignatura (*) Métodos Numéricos para Ciencia de Datos Código 614G02033
Titulación
Descriptores Ciclo Período Curso Tipo Créditos
Grao 1º cuadrimestre
Cuarto Optativa 6
Idioma
Castelán
Modalidade docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Matemáticas
Coordinación
Gonzalez Taboada, Maria
Correo electrónico
maria.gonzalez.taboada@udc.es
Profesorado
García Rodríguez, José Antonio
Gonzalez Taboada, Maria
Correo electrónico
jose.garcia.rodriguez@udc.es
maria.gonzalez.taboada@udc.es
Web http://campusvirtual.udc.gal
Descrición xeral Nesta materia estudanse métodos numéricos para resolver ecuacións non lineais, grandes sistemas de ecuacións lineais e non lineais, e para aproximar autovalores de matrices. Tamén presentanse métodos numéricos de optimización e técnicas de interpolación nunha e varias variables.

Competencias do título
Código Competencias do título

Resultados de aprendizaxe
Resultados de aprendizaxe Competencias do título
Identificar o potencial dos métodos numéricos na resolución de problemas que xorden na ciencia de datos. A2
B2
B3
B4
B8
B9
C1
C4
Comprender os conceptos básicos dos métodos numéricos para aplicalos con criterio e non ser un mero usuario das opcións dun paquete de software como caixa negra. A2
B2
B3
B4
B7
B8
B9
C1
C4
Ter criterios para decidir os métodos numéricos aplicables e máis eficaces para cada problema e sentar as bases para estudar outros métodos máis avanzados que xurdan. A2
B2
B3
B4
B7
B8
B9
C1
C4
Xestionar ferramentas software que implementen os métodos numéricos estudados e adquirir a capacidade de implementalos e facer ampliacións dos mesmos. A2
B2
B4
B9
B10
C1
C4

Contidos
Temas Subtemas
Conceptos básicos en métodos numéricos: converxencia, erros e orde
Métodos numéricos de resolución de ecuacións non lineáis Bisección, secante, Regula Falsi, punto fixo e Newton-Raphson
Métodos numéricos de resolución de grandes sistemas lineáis. Métodos directos e métodos iterativos
Métodos numéricos para aproximar autovalores de matrices Métodos de tipo potencia. Método QR.
Almacenamiento de grandes matrices no ordenador
Métodos numéricos de resolución de sistemas de ecuacións no lineáis Método de punto fixo. Método de Newton.
Métodos numéricos de optimización Métodos de gradiente e gradiente conxugado.
Algoritmos para a búsqueda lineal.
Métodos de Newton e quasi-Newton.
Métodos de optimización global e métodos de dúas fases.
Interpolación numérica nunha e en varias variables.

Planificación
Metodoloxías / probas Competencias Horas presenciais Horas non presenciais / traballo autónomo Horas totais
Prácticas a través de TIC A2 B2 B3 B4 B9 B10 C1 C4 14 35 49
Traballos tutelados A2 B2 B3 B4 B7 B8 B9 B10 C1 C4 1.5 6 7.5
Solución de problemas A2 B2 B4 B9 B10 7 14 21
Proba obxectiva A2 B2 B3 B4 B7 B8 C1 2 4 6
Aprendizaxe colaborativa A2 B2 B3 B4 B7 B9 B10 C1 0.5 5 5.5
Sesión maxistral A2 B2 B3 B4 B8 B9 20 40 60
 
Atención personalizada 1 0 1
 
*Os datos que aparecen na táboa de planificación son de carácter orientativo, considerando a heteroxeneidade do alumnado

Metodoloxías
Metodoloxías Descrición
Prácticas a través de TIC O profesor axudará aos estudantes a profundizar nos conceptos e métodos numéricos presentados nas sesions maxistrais con axuda do linguaxe Python.
Traballos tutelados Os estudantes realizarán un traballo tutelado no que combinarán o uso dos diferentes coñecementos adquiridos na materia.
Solución de problemas Resolveranse problemas que axuden á comprensión do funcionamento dos métodos numéricos estudiados.
Proba obxectiva Realizarase un exame nas datas fixadas pola Xunta de Facultade para esta materia.
A proba orientarase fundamentalmente á resolución de problemas.
Aprendizaxe colaborativa Os estudantes terán a oportunidade de participar nun proxecto COIL.
Sesión maxistral Durante as sesións maxistrais, a profesora presentará os contidos teórico-prácticos da materia. Motivará a necesidade dos distintos métodos numéricos usando problemas reais, e presentará os conceptos necesarios e os diferentes métodos numéricos, discutiendo as súas características principais.

Atención personalizada
Metodoloxías
Prácticas a través de TIC
Traballos tutelados
Solución de problemas
Aprendizaxe colaborativa
Descrición
Nas prácticas de laboratorio usando TIC, o profesor revisará e discutirá con cada estudante os seus avances na práctica asignada.

Nos traballos tutelados, discutirare e revisarase o avance dos estudantes, así como o resultado final.

A profesora atenderá aos estudantes en todas sus dudas sobre os conceptos teóricos e a aplicación práctica dos mesmos durante as sesións de solución de problemas.

Ademáis, os profesores da asignatura resolverán as dúbidas prantexadas polos estudantes de forma mais personalizada nos seus horarios de titorías.

Co obxectivo de facilitar o seguimento da materia, o profesorado realizará ao longo do curso titorías cos estudantes con recoñecemento de dedicación a tempo parcial e dispensa académica de exención de asistencia.

Avaliación
Metodoloxías Competencias Descrición Cualificación
Prácticas a través de TIC A2 B2 B3 B4 B9 B10 C1 C4 Avaliaranse traballos prácticos que se propondrán ao longo do curso. 30
Traballos tutelados A2 B2 B3 B4 B7 B8 B9 B10 C1 C4 Propondrase a realización dun traballo tutelado teórico-práctico que o estudante terá que defender ao final do curso. 20
Solución de problemas A2 B2 B4 B9 B10 Ao longo do curso realizaranse probas que consistirán na resolución de problemas como os estudados nas clases. 20
Proba obxectiva A2 B2 B3 B4 B7 B8 C1 Realizarase unha proba obxectiva nas datas fixadas na Xunta de Facultade. 30
Aprendizaxe colaborativa A2 B2 B3 B4 B7 B9 B10 C1 Propondrase a realización dun traballo tutelado teórico-práctico que o estudantado terá que defender ao longo do curso. Este traballo é opcional e unha alternativa ao traballo tutelado. Contará polo tanto hasta un 20% da cualificación final. 0
 
Observacións avaliación

Para superar a materia, é necesario acadar una cualificación mínima do 50%.

A avaliación da materia na segunda oportunidade de avaliación é como na primeria oportunidade.

Os estudantes con recoñecemento de dedicación a tempo parcial e dispensa académica de exención de asistencia que non foro avaliados da parte de prácticas a través de TIC, poderán realizar unha proba específica para recuperar o 50% da nota desta parte; a proba obxetiva representará o 50% da cualificación final.

Por último, seguendo o Regulamento disciplinar do estudantado da UDC, a realización fraudulenta das probas ou actividades de avaliación, unha vez comprobada, implicará directamente a cualificación de suspenso (nota numérica "0") na convocatoria correspondente do curso académico, tanto se a comisión da falta se produce na primeria oportunidade como na segunda. Para isto, procederase a modificar a súa cualificación na acta da primerira oportunidade se fose necesario.


Fontes de información
Bibliografía básica R.L. Burden, D.J. Faires & A.M. Burden (2017). Análisis Numérico. CENCAGE Learning
A. Quarteroni & F. Saleri (2006). Calculo cientifico con Matlab y Octave. . Springer
J. Nocedal & S.J. Wright (2006). Numerical Optimization. Springer
S. Linge & H.P. Langtangen (2020). Programming for Computations - Python. Soringer
C.T: Kelley (2003). Solving Nonlinear Equations with Newton's Method. SIAM
R. Barrett, M. Berry, T.F. Chan, J. Demmel, J.M. Donato, J. Dongarra, V. Eijkhout, R. Pozo, C. Romin (1994). Templates for the Solution of Linear Systems: Building Blocks for Iterative Methods. SIAM

Bibliografía complementaria J.W. Demmel (1997). Applied Numerical Linear Algebra. SIAM
M. Locatelli & F. Schoen (2013). Global Optimization. Theory, Algorithms and Applications. SIAM
C.T. Kelley (1995). Iterative Methods for Linear and Nonlinear Equations. SIAM
C.T. Kelley (1999). Iterative Methods for Optimization. SIAM
G. Strang (2019). Linear Algebra and Learning from Data. Wellesley Cambridge Press
D.R. Kincaid & E.W. Cheney (2022). Numerical Analysis: Mathematics of Scientific Computing. AMS
J Kiusalaas (2013). Numerical Methods in Engineering with Python 3. Cambridge University Press


Recomendacións
Materias que se recomenda ter cursado previamente
Álxebra Lineal/614G02001
Cálculo Multivariable/614G02006
Fundamentos de Programación I/614G02004

Materias que se recomenda cursar simultaneamente

Materias que continúan o temario

Observacións

Recomendase aos estudantes levar a materia o día e preguntar co profesorado as súas dúbidas.



(*)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