Datos Identificativos 2022/23
Asignatura (*) Métodos Numéricos y Estadísticos Código 610G04013
Titulación
Grao en Nanociencia e Nanotecnoloxía
Descriptores Ciclo Periodo Curso Tipo Créditos
Grado 1º cuatrimestre
Segundo Obligatoria 6
Idioma
Castellano
Modalidad docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Matemáticas
Coordinador/a
Ferreiro Ferreiro, Ana María
Correo electrónico
ana.fferreiro@udc.es
Profesorado
Ferreiro Ferreiro, Ana María
López Cheda, Ana
Vazquez Cendon, Carlos
Correo electrónico
ana.fferreiro@udc.es
ana.lopez.cheda@udc.es
carlos.vazquez.cendon@udc.es
Web http://https://campusvirtual.udc.gal/
Descripción general Nesta asignatura preténdese o desenvolvemento de competencias que permitan ao alumnado desenvolver un coñecemento critico dos métodos numéricos e estadísticos.

Competencias del título
Código Competencias del título
A3 CE3 - Reconocer y analizar problemas físicos, químicos, matemáticos, biológicos en el ámbito de la Nanociencia y Nanotecnología, así como plantear respuestas o trabajos adecuados para su resolución, incluyendo el uso de fuentes bibliográficas.
A7 CE7 - Interpretar los datos obtenidos mediante medidas experimentales y simulaciones, incluyendo el uso de herramientas informáticas, identificar su significado y relacionarlos con las teorías químicas, físicas o biológicas apropiadas.
B2 CB2 - Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio
B4 CB4 - Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado
B5 CB5 - Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía
B6 CG1 - Aprender a aprender
B7 CG2 - Resolver problemas de forma efectiva.
B8 CG3 - Aplicar un pensamiento crítico, lógico y creativo.
B9 CG4 - Trabajar de forma autónoma con iniciativa.
B10 CG5 - Trabajar de forma colaborativa.
B11 CG6 - Comportarse con ética y responsabilidad social como ciudadano/a y como profesional.
B12 CG7 - Comunicarse de manera efectiva en un entorno de trabajo.
C3 CT3 - 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
C7 CT7 - Desarrollar la capacidad de trabajar en equipos interdisciplinares o transdisciplinares, para ofrecer propuestas que contribuyan a un desarrollo sostenible ambiental, económico, político y social.
C8 CT8 - Valorar la importancia que tiene la investigación, la innovación y el desarrollo tecnológico en el avance socioeconómico y cultural de la sociedad
C9 CT9 - Tener la capacidad de gestionar tiempos y recursos: desarrollar planes, priorizar actividades, identificar las críticas, establecer plazos y cumplirlos

Resultados de aprendizaje
Resultados de aprendizaje Competencias del título
Identificar la necesidad del uso de métodos numéricos y estadísticos en la resolución de modelos de problemas reales, especialmente originados en nanociencia y nanotecnología A3
A7
B2
B4
B5
B7
B8
B9
B10
C7
Conocer y adquirir soltura en el manejo de los métodos numéricos para la solución de los distintos problemas, así como conocer las condiciones para aproximar la solución A3
A7
B2
B4
B5
B6
B7
B8
B9
B10
Tener criterio para seleccionar los métodos numéricos más eficientes en los distintos problemas, especialmente los relacionados con nanociencia y nanotecnología A3
A7
B2
B4
B5
B6
B7
B8
B9
B10
B11
B12
C7
C8
Adquirir conocimientos sobre probabilidad y métodos estadísticos de modelización, análisis de datos, diagnosis e interpretación de resultados A3
B2
B4
B5
B6
B7
B8
B9
B10
B11
B12
C3
C7
C8
C9
Manejar herramientas de software que implementen las metodología estudiadas y saber analizar los resultados A3
A7
B2
B4
B5
B6
B7
B8
B9
B10
B11
B12
C3
C7

Contenidos
Tema Subtema
Tema 0: Introducción a los métodos numéricos Generalidades de métodos y algoritmos numéricos. Errores
Tema 1: Resolución numérica de sistemas lineales y cálculo numérico de autovalores.
- Métodos directos (LU, Cholesky)
- Métodos iterativos (Jacobi, Gauss-Seidel)
- Aproximación de autovalores: QR
- Aplicaciones
Tema 2: Resolución numérica de ecuaciones y sistemas no lineales.
- Resolución numérica de ecuaciones (dicotomía, Newton y variantes, iteración funcional)
- Resolución de sistemas non lineaies (iteración funcional, Newton)
- Aplicaciones
Tema 3: Interpolación, derivación e integración numéricas. - Interpolación (Lagrange, Chebyshev, Splines)
- Derivación numérica
- Integración numérica (punto medio, trapecio, Simpson, cuadratura gaussianas)
- Aplicaciones
Tema 4. Fundamentos del cálculo de probabilidades 
- Cálculo de probabilidades
- Probabilidad condicionada e independencia de sucesos
- Teorema de Bayes
Tema 5. Variables aleatorias  - Variables aleatorias discretas y continuas
- Distribución normal y teorema central del límite
- Aplicaciones en Nanociencia y Nanotecnología
Tema 6. Introducción a la inferencia estadística 
- Estimadores y distribucións muestral
- Regresión lineal
- Herramientas de software

Planificación
Metodologías / pruebas Competéncias Horas presenciales Horas no presenciales / trabajo autónomo Horas totales
Sesión magistral A3 B2 B4 B5 B6 B7 B11 C8 28 56 84
Solución de problemas A7 B8 B12 8 16 24
Prácticas a través de TIC A3 A7 B2 B4 B10 C3 C7 C9 12 25 37
Prueba mixta B7 B9 C9 3 0 3
 
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 de los contenidos especificados en el programa de la asignatura, para ello se emplearán medios audiovisuales o pizarra.
Solución de problemas Sesiones donde se presentarán problemas de relevancia en el ámbito de las Ciencias y de la Ingeniería, que se resolverán tanto analítica como numéricamente: el estudiante deberá ser capaz de alcanzar la solución de cualquier problema mediante lápiz y papel o alternativamente empleando herramientas informáticas, y comparar los resultados.
Prácticas a través de TIC Prácticas interactivas en las que se resolverán problemas de relevancia en el ámbito de las Ciencias y de la Ingeniería.
En la parte correspondiente a Métodos Numéricos (Temas 0 - 3) se empleará el lenguaje de programación Python, y en la parte de Métodos Estadísiticos (Temas 4-6) se trabajará con R empleando Rcmdr.
Prueba mixta Desarrollo de cuestiones y problemas de la materia.

Atención personalizada
Metodologías
Prácticas a través de TIC
Solución de problemas
Descripción
a) La diversidad del alumnado y de su formación requiere una orientación personalizada, que podría llevarse a cabo vía tutorías
b) En las prácticas con herramientas TIC y en la resolución de problemas, el profesorado ayudará al estudiantado en el desarrollo de los problemas enunciados, así como en las aplicaciiones a problemas en el ámbito de las Ciencias y la Ingeniería.
c) Las medidas de atención personalizada específicas para el “Alumnado con reconocimiento de dedicación a tiempo parcial y dispensa académica de exención de asistencia” para el estudio de la asignatura, la evaluación continua de las prácticas a través de TIC y de la resolución de problemas se realizará mediante pruebas parciales online.

Evaluación
Metodologías Competéncias Descripción Calificación
Prácticas a través de TIC A3 A7 B2 B4 B10 C3 C7 C9 Resolución de problemas de carácter práctico empleando el lenguaje de programación Python o R. 30
Solución de problemas A7 B8 B12 Resolución de problemas de carácter práctico. 20
Prueba mixta B7 B9 C9 Prueba que incluye la resolución de cuestiones y problemas de la materia 50
 
Observaciones evaluación

La asignatura está organizada en dos partes: Métodos Numéricos (MNum) y Métodos Estadísticos (MEst). 

Los contenidos correspondientes a la parte MNum son los indicados en los temas 0- 3, y los contenidos correspondientes a la parte MEst son los indicados en los temas 4-6. Cada parte será calificada sobre 10 puntos: 

  • La calificación de MNum (CNum) será entre 0 y 10 puntos. 
  • La calificación de MEst (CEst) será entre 0 y 10 puntos.

La calificación final de la asignatura será la media de las notas obtenidas en cada una de las dos partes: Nota Final= (CNum + CEst)/2

Se indica a continuación el desglose de la calificación para cada una das dos partes de la asignatura:

  1. La calificación correspondiente a la parte de MNum consta de tres partes:
    • Calificación de prácticas a través de TIC (CP_1): entre 0 y 3.5 puntos
    • Calificación de resolución de problemas (CR_1): entre 0 y 1.5 puntos
    • Calificación da prueba mixta (CE_1): entre 0 y 5 puntos.

    La calificación final de MNum (CNUm) será la suma de las tres partes CP_1 + CR_1 + CE_1, siempre y cuando la calificación de la prueba mixta sea mayor que 1.5 (sobre 5 puntos). En otro caso, la calificación final será la nota obtenida en la prueba objetiva, CE_1.

    La nota final en la parte Num será: CNum= CP_1 + CR_1 + CE_1

  2. La calificación correspondiente a la parte de MEst consta de tres partes:
    • Calificación de prácticas a través de TIC (CP_2): entre 0 y 2.5 puntos
    • Calificación de resolución de problemas (CR_2): entre 0 y 2.5 puntos
    • Calificación de prueba mixta (CE_2): entre 0 y 5 puntos.

    La calificación final de MEst (CEst) será la suma de las tres partes CP_2 + CR_2 + CE_2, siempre y cuando la calificación de la prueba mixta sea mayor que 1.5 (sobre 5 puntos). En otro caso, la calificación final será la nota obtenida en la prueba objetiva, CE_2.

    La nota final en la parte MEst será: CEst= CP_2 + CR_2 + CE_2

La nota final de la asignatura será la media de CNum y CEst: NotaFinal = (CEst + CNum)/2

En la segunda oportunidad de la evaluación:

  • El estudiante que tenga que ir a la segunda oportunidad de la asignatura, solamente tendrá que presentarse a la parte suspensa:
    • De la parte de MNum se conservan las prácticas a través de TIC (CR_1) y la resolución de problemas (CP_1).
    • De la parte de MEst se conservan las prácticas a través de TIC (CR_2) y la resolución de problemas (CP_2).

Se pondrá un No Presentado a aquellos alumnos/as que no se presenten a la prueba mixta final.

- Observaciones sobre el “Alumnado con reconocimiento de dedicación a tiempo parcial y dispensa académica de exención de asistencia”:  las medidas de atención personalizada específicas para el “Alumnado con reconocimiento de dedicación a tempo parcial y dispensa académica de exención de asistencia” para el estudio de la asignatura, la evaluación continua de las prácticas a través de TIC y de la resolución de problemas se realizará mediante pruebas parciales online.



Fuentes de información
Básica James F. Epperson (2021). An Introduction to Numerical Methods and Analysis (3rd Ed.). Wiley
F. Rius Díaz, F.J. Barón López (2005). Bioestadística. Thomson.
A.J. Arriaza Gómeza (2008). Estadística básica con R y R-Commander. Servicio Publicaciones UCA.
R. Cao Abad y otros (2001). Introducción a la estadística y sus aplicaciones. Ed. Pirámide
J. Douglas Faires, R. Burden (2014). Métodos Numéricos (7ª ed). Thomson
Steven C. Chapra, Raymond P. Canale (2019). Métodos Numéricos para ingenieros (7º ed). McGrawHill

Complementária Jeffrey J. Heys (2017). Chemical and Biomedical Engineering Calculations Using Python. Wiley
J. Baró LLinas, (1998). Estadística Descriptiva, Cálculo de probabilidades e Inferencia estadística (tres volúmenes). Ed. Parramón
W. Navidi (2006). Estadística para ingenieros y científicos (1ª Ed) . Mc Graw-Hill
Jaan Kiusalaas (2013). Numerical Methods in Engineering with Python 3. Cambridge University Press


Recomendaciones
Asignaturas que se recomienda haber cursado previamente
Electricidad y Magnetismo/610G04007
Fundamentos de Matemáticas/610G04001
Ampliación de Cálculo/610G04009
Mecánica y Ondas/610G04002
Fundamentos de Informática/610G04010

Asignaturas que se recomienda cursar simultáneamente

Asignaturas que continúan el temario
Ecuaciones Diferenciales/610G04016

Otros comentarios
  • Estudio diario de los contenidos tratados en el aula, complementándolos con la bibliografía recomendada.

  • Para ayudar a conseguir un contorno inmediato sostenible y cumplir con el punto 6 de la "Declaración Ambiental da Facultade de Ciencias (2020)", los trabajos documentales que se realicen en esta materia:  Se solicitarán mayoritariamente en formato virtual y soporte informático.



(*) 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