Datos Identificativos 2022/23
Asignatura (*) Métodos Numéricos e Estatísticos Código 610G04013
Titulación
Grao en Nanociencia e Nanotecnoloxía
Descriptores Ciclo Período Curso Tipo Créditos
Grao 1º cuadrimestre
Segundo Obrigatoria 6
Idioma
Castelán
Modalidade docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Matemáticas
Coordinación
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/
Descrición xeral Nesta asignatura preténdese o desenvolvemento de competencias que permitan ao alumnado desenvolver un coñecemento critico dos métodos numéricos e estadísticos.

Competencias do título
Código Competencias do 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 aprendizaxe
Resultados de aprendizaxe Competencias do título
Identificar a necesidade do uso de métodos numéricos e estadísticos na resolución de modelos de problemas reais, especialmente orixinados na nanociencia e nanotecnoloxía A3
A7
B2
B4
B5
B7
B8
B9
B10
C7
Coñecer e adquirir soltura no manexo de los métodos numéricos para a solución dos distintos problemas, así como coñecer as condicións para aproximala solución A3
A7
B2
B4
B5
B6
B7
B8
B9
B10
Ter criterio para seleccionar os métodos numéricos máis eficientes nos distintos problemas, especialmente os relacionados coa nanociencia e nanotecnoloxía A3
A7
B2
B4
B5
B6
B7
B8
B9
B10
B11
B12
C7
C8
Adquirir os coñeocementos sobre probabilidade e 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
Manexar ferramentas de software que implementen as metodoloxías estudiadas e saber analizar os resultados A3
A7
B2
B4
B5
B6
B7
B8
B9
B10
B11
B12
C3
C7

Contidos
Temas Subtemas
Tema 0: Introdución Xeneralidades de métodos e algoritmos numéricos. Erros
Tema 1: Resolución numérica de sistemas lineais e cálculo numérico de autovalores.
- Métodos directos (LU, Cholesky)
- Métodos iterativos (Jacobi, Gauss-Seidel)
- Aproximación de autovalores: QR
- Aplicacións
Tema 2: Resolución numérica de ecuacións e sistemas non lineais.
- Resolución numérica de ecuacións (dicotomía, Newton e variantes, iteración funcional)
- Resolución de sistemas non lineaies (iteración funcional, Newton)
- Aplicacións
Tema 3: Interpolación, derivación e integración numéricas. - Interpolación (Lagrange, Chebyshev, Spline)
- Derivación numérica
- Integración numérica (punto medio, trapecio, simpson, cuadratura gaussiana)
- Apliacións.
Tema 4. Fundamentos do cálculo de probabilidades 
- Cálculo de probabilidades  
- Probabilidade condicionada e independencia de sucesos 
- Teorema de Bayes 
Tema 5. Variables aleatorias  - Variables aleatorias discretas e continuas 
- Distribución normal e teorema central do límite 
- Aplicacións en Nanociencia e Nanotecnoloxía 
Tema 6. Introdución á inferencia estatística 
- Estimadores e distribucións muestrais 
- Regresión lineal 
- Ferramentas de software 

Planificación
Metodoloxías / probas Competencias Horas presenciais Horas non presenciais / traballo autónomo Horas totais
Sesión maxistral 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
Proba mixta B7 B9 C9 3 0 3
 
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 dos contidos especificados no programa da materia, para iso empregaranse medios audiovisuales ou lousa.
Solución de problemas Sesións onde se presentarán problemas de relevancia no ámbito das Ciencias e da Enxeñería, que se resolverán tanto analítica como numéricamente: o estudante deberá ser capaz de acadar a solución de calquer problema mediante lápiz e papel ou, alternativamente, empregando ferramentas informáticas, e comparar os resultados.
Prácticas a través de TIC Prácticas interactivas nas que se resolverán problemas de relevancia no ámbito das Ciencias e da Enxeñería.
Na parte correspondente a Métodos Numéricos (Temas 0 - 3) empregarase a linguaxe de programación Python, e na parte de correspondente a Métodos Estadísiticos (Temas 4-6) traballarase con R empregando Rcmdr.
Proba mixta Desenvolvemento de cuestións e problemas da materia.

Atención personalizada
Metodoloxías
Prácticas a través de TIC
Solución de problemas
Descrición
a) A diversidade do alumnado e da súa formación fai recomendable unha orientación personalizada, que podería levarse a cabo mediante tutorías.
b) Nas prácticas con ferramentas TIC e na resolución de problemas, o profesorado axudará ao estudantado no desenvolvemento dos problemas enunciados, así como nas aplicacións a problemas no ámbito das Ciencias e da Enxeñería.
c) As medidas de atención personalizada específicas para o “Alumnado con recoñecemento de dedicación a tempo parcial e dispensa académica de exención de asistencia” para o estudo da materia, a avaliación continua das prácticas a través de TIC e da resolución de problemas realizarase mediante probas parciais online.

Avaliación
Metodoloxías Competencias Descrición Cualificación
Prácticas a través de TIC A3 A7 B2 B4 B10 C3 C7 C9 Resolución de problemas de carácter práctico empregando o lenguaxe de programación Python ou R. 30
Solución de problemas A7 B8 B12 Resolución de problemas de carácter práctico.
20
Proba mixta B7 B9 C9 Proba que inclúe a resolución de cuestións e problemas da materia 50
 
Observacións avaliación

A materia está organizada en dúas partes: Métodos Numéricos (MNum) e Métodos Estatísticos (MEst). 

Os contidos correspondentes á parte MNum son os indicados nos temas 0- 3, e os contidos correspondentes á parte MEst son os indicacos nos temas 4-6. Cada parte será cualificada sobre 10 puntos: 

  • A cualificación de MNum (CNum) será entre 0 e 10 puntos. 
  • A cualificación de MEst (CEst) será entre 0 e 10 puntos.

A cualificación final da materia será a media das notas acadadas en cada unha das dúas partes:  Nota Final= (CNum + CEst)/2

Indícase a continuación o desglose da cualificación para cada unha das dúas partes da materia:

  1. A cualificación correspondente á parte de MNum consta de tres partes:
    • Cualificación de prácticas a través de TIC (CP_1): entre 0 e 3.5 puntos
    • Cualificación de resolución de problemas (CR_1): entre 0 e 1.5 puntos
    • Cualificación da proba obxetiva (CE_1): entre 0 e 5 puntos.

    A calificación final de MNum (CNUm) será a suma das tres partes CP_1 + CR_1 + CE_1, sempre e cando a cualificación da proba obxetiva sexa maior que 1.5 (sobre 5 puntos). Noutro caso, a cualificación final será a nota obtida na proba obxetiva, CE_1.

    A nota final na parte Num será: CNum= CP_1 + CR_1 + CE_1

  2. cualificación correspondente á parte de MEst consta de tres partes:
    • Cualificación de prácticas a través de TIC (CP_2): entre 0 e 2.5 puntos
    • Cualificación de resolución de problemas (CR_2): entre 0 e 2.5 puntos
    • Cualificación da proba obxetiva (CE_2): entre 0 e 5 puntos.

    A calificación final de MEst (CEst) será a suma das tres partes CP_2 + CR_2 + CE_2, sempre e cando a cualificación da proba obxetiva sexa maior que 1.5 (sobre 5 puntos). Noutro caso, a cualificación final será a nota obtida na proba obxetiva, CE_2.

    A nota final na parte MEst será: CEst= CP_2 + CR_2 + CE_2

A nota final da materia será a media de CNum e CEst: NotaFinal = (CEst + CNum)/2

Na segunda oportunidade da avaliación:

  • O estudante que teña que ir á segunda oportunidade da materia, soamente terá que presentarse á parte suspensa:
    • Da parte de MNum conservanse as prácticas a través de TIC (CR_1) e a resolución de problemas (CP_1).
    • Da parte de MEst conservanse as prácticas a través de TIC (CR_2) e a resolución de problemas (CP_2).

Poñerase un Non Presentado a aqueles alumnos/as que non se presenten á proba mixta final.

- Observacións sobre o “Alumnado con recoñecemento de dedicación a tempo parcial e dispensa académica de exención de asistencia”:  As medidas de atención persoalizada específicas para o “Alumnado con recoñecemiento de dedicación a tempo parcial e dispensa académica de exención de asistencia” para o estudo da materia, a avaliación continua das prácticas a través de TIC e da resolución de problemas realizarase mediante probas parciais online.




Fontes de información
Bibliografía 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

Bibliografía complementaria 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


Recomendacións
Materias que se recomenda ter cursado previamente
Electricidade e Magnetismo/610G04007
Fundamentos de Matemáticas/610G04001
Ampliación de Cálculo/610G04009
Mecánica e Ondas/610G04002
Fundamentos de Informática/610G04010

Materias que se recomenda cursar simultaneamente

Materias que continúan o temario
Ecuacións Diferenciais /610G04016

Observacións
  • Estudio diario dos contidos tratados na aula, complementándoos coa bibliografía recomendada.

  • Para axudar a conseguir unha contorna inmediata sustentable e cumprir co punto 6 da "Declaración Ambiental da Facultade de Ciencias (2020)", os traballos documentais que se realicen nesta materia:  Solicitaranse maioritariamente en formato virtual e soporte informático.



(*)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