Datos Identificativos 2019/20
Asignatura (*) Métodos numéricos e programación Código 614855201
Titulación
Mestrado Universitario en Matemática Industrial (2013)
Descriptores Ciclo Período Curso Tipo Créditos
Mestrado Oficial 1º cuadrimestre
Primeiro Obrigatoria 6
Idioma
Castelán
Modalidade docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Departamento profesorado máster
Matemáticas
Coordinación
Pena Brage, Francisco José
Correo electrónico
Profesorado
García Rodríguez, José Antonio
Pena Brage, Francisco José
Santamarina Ríos, Duarte
Correo electrónico
jose.garcia.rodriguez@udc.es
Web http://https://campusvirtual.udc.es/moodle/
Descrición xeral Nesta asignatura presentanse métodos numéricos elementáis para resolver sistemas de ecuacións lineáis e non lineáis, e para aproximar funcións, as súas derivadas e integráis.

Competencias do título
Código Competencias do título
A4 Ser capaz de seleccionar un conjunto de técnicas numéricas, lenguajes y herramientas informáticas, adecuadas para resolver un modelo matemático.
A8 Saber adaptar, modificar e implementar herramientas de software de simulación numérica.
B1 Saber aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios, incluyendo la capacidad de integrarse en equipos multidisciplinares de I+D+i en el entorno empresarial.
B4 Saber comunicar las conclusiones, junto con los conocimientos y razones últimas que las sustentan, a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.
B5 Poseer las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo, y poder emprender con éxito estudios de doctorado.

Resultados de aprendizaxe
Resultados de aprendizaxe Competencias do título
1. Coñecer os métodos numéricos elementáis para resolver sistemas de ecuacións lineáis e non lineáis, e para aproximar unha función, a súa derivada e a súa integral definida. AM4
AM8
BP1
BI1
2. Ser capaz de utilizar o linguaxe Fortran 90 e o paquete de cálculo MatLab de forma eficiente para resolver os problemas que se estudan na asignatura. AM4
AM8
BP1
BI1
3. Ter unha boa disposición para a resolución de problemas. AM4
AM8
BP1
BM3
BI1
4. Ser capaz de valorar a dificultade dun problema e de elexir o método numérico máis adecuado para resolvelo (dentre os estudiados). AM4
AM8
BP1
BI1
5. Ser capaz de buscar na bibliografía, leer e comprender a información necesaria para resolver un problema dado. AM4
AM8
BP1
BI1

Contidos
Temas Subtemas
Iniciación á programación 1. Introducción a Matlab; comandos e funcions básicas.
2. Vectores e Matrices en Matlab. Tratamento de matrices dispersas. Representacions gráficas.
3. Ficheiros .m e programación. Estructuras de datos en Matlab.
4. Introducción a Fortran 90: tipos de datos y control de fluxo.
5. “Arrays” en Fortran 90. Procedementos, módulos e interfaces.
6. Entrada/salida de datos en Fortran 90.
Métodos numéricos 7. Resolución numérica de sistemas de ecuacions lineais: Condicionamiento dun sistema de ecuacions lineais. Métodos directos: LU, LL^t, LDL^t y QR. Métodos iterativos clásicos: Jacobi, Gauss­-Seidel, SOR y SSOR. Criterios de converxencia. Métodos numéricos para o cálculo de autovalores e autovectores.

8. Resolución numérica de sistemas de ecuacions non lineaies: Revisión dos métodos de resolución de ecuacions non lineais. Iteración de punto fixo. Método de Newton. Consideracions computacionais.

9. Interpolación. Interpolación de Lagrange. Interpolación de Hermite. Efecto Runge. Aproximación por splines.

10. Derivación e integración numéricas. Derivación numérica de tipo interpolatorio polinómico. Integración numérica de tipo interpolatorio polinómico nunha variable. Fórmulas de Newton-Cotes. Fórmulas de Gauss. Fórmulas compostas.

11. Interpolación e integración numérica en varias variables.

Planificación
Metodoloxías / probas Competencias Horas presenciais Horas non presenciais / traballo autónomo Horas totais
Sesión maxistral A4 A8 B5 B1 20 40 60
Prácticas de laboratorio A4 A8 B5 B1 20 40 60
Traballos tutelados A4 B5 B1 B4 0 20 20
Proba obxectiva A4 B5 B1 4 0 4
 
Atención personalizada 6 0 6
 
*Os datos que aparecen na táboa de planificación son de carácter orientativo, considerando a heteroxeneidade do alumnado

Metodoloxías
Metodoloxías Descrición
Sesión maxistral Nas leccións maxistráis o profesor presenta os contidos teóricos da asignatura, axudándose de exemplos ilustrativos co fin de motivar ós alumnos e de axudar á comprensión e asimilación dos contidos.

O profesor apoiarase en presentacións dinámicas que os alumnos poderán descargar con antelación dende o entorno virtual da asignatura (No seu defecto, se lles fará chegar por e-mail).
Prácticas de laboratorio Ó longo do curso, proporase a realización de varias prácticas.

Os alumnos deben implementar en Matlab o Fortran algunhos dos métodos numéricos estudados na asignatura, validar os seus programas e elaborar unha memoria na que describan o traballo realizado. Tamén se proporá a resolución de problemas prácticos usando os métodos numéricos presentados na asignatura.

As prácticas teranse en conta na evaluación.
Traballos tutelados Os alumnos deberán resolver exercicios teóricos relacionados coas técnicas que se estuden nas horas de docencia expositiva
Proba obxectiva Trátase do examen final da asignatura e consta de dúas partes. Na primeira, proporase a realización dunha serie de exercicios e se plantexarán cuestións de índole teórica relativas, por exemplo, ó ámbito de aplicación dos métodos e as súas propiedades de converxencia. Na segunda parte, os alumnos deberán resolver un caso práctico facendo uso dos comandos e programas de que dispoñan en Matlab ou ben, implementando os algoritmos necesarios.

Atención personalizada
Metodoloxías
Prácticas de laboratorio
Descrición
Os alumnos poden consultar cos profesores da materia as dudas que lles xurdan na solución de problemas e implementación das prácticas de laboratorio.

Avaliación
Metodoloxías Competencias Descrición Cualificación
Prácticas de laboratorio A4 A8 B5 B1 Evalúase a capacidade do alumno para resolver os problemas que se estudan na asignatura usando o paquete de cálculo MatLab, así como a súa habilidade para implementar de forma eficiente os métodos numéricos estudados.

Evalúase tamén a capacidade do alumno para aplicar os coñecementos teóricos adquiridos.
50
Proba obxectiva A4 B5 B1 Evalúanse os coñecementos teóricos e prácticos adquiridos polo alumno.
50
 
Observacións avaliación

CRITERIOS PARA A 1ª OPORTUNIDADE DE EVALUACIÓN: 

A primeira parte (50% da calificación) consistirá na evaluación dos traballos   prácticos de Matlab e os prácticos de Fortran; os dous tipos de traballos  terán o mesmo peso ao calcular a nota desa parte. A segunda parte (50% restante) corresponde ao exame, onde se evaluarán os conceptos adquiridos na parte II dos contidos. 

É necesario superar ambas partes por separado para poder facer a media entre elas. Se non se superase algunha das partes, asignarase a nota 4 sobre 10.

Considerarase presentado a todos os alumno que entreguen o exame e/ou dous traballos de evaluación continua.

CRITERIOS PARA A 2ª OPORTUNIDADE DE EVALUACIÓN: 

Os mesmos que para a primeira oportunidade. O prazo de entrega dos traballos adaptarase á data do segundo exame.


Fontes de información
Bibliografía básica Epperson, J.F. (2007). An introduction to numerical methods and analysis. John Wiley & Sons
Kincaid, D. y Cheney, W. (1994). Análisis numérico. Las matemáticas del cálculo científico. Addison Wesley Iberoamericana
Quarteroni, A. y Saleri, F. (2006). Cálculo Científico con MATLAB y Octave. Springer
J.A. Infante del Río, J.M. Rey Cabezas (2007). Métodos numéricos. Pirámide
T. Aranda, J.G. García (1999). Notas sobre Matlab. Universidad de Oviedo, Servicio de Publicaciones

Os libros de Infante del Río e Quarteroni y Saleri son os  que se siguen para a mayor parte dos contenidos.

Bibliografía complementaria .D. Faires, R. Burden. (2011). Análisis Numérico. Thomson
P.G. Ciarlet (1989). Introduction to numerical linear algebra and optimisation.. Cambridge University Press
Viaño, J.M. (1997). Lecciones de métodos numéricos. 2.- Resolución de ecuaciones numéricas. Tórculo Edicións
Viaño, J.M. y Burguera, M. (1999). Lecciones de métodos numéricos. 3.- Interpolación. Tórculo Edicións
Golub, G.H. y van Loan, C.F. (1996). Matrix Computations. John Hopkins, University Press
M. Metcalf, J.K. Reid (2011). Modern Fortran Explained. Oxford University Press
Kiusalaas, J. (2005). Numerical Methods in Engineering with MATLAB. Cambridge University Press
Kelley, C.T. (2003). Solving Nonlinear Equations with Newton’s Method. SIAM


Recomendacións
Materias que se recomenda ter cursado previamente
Elementos Finitos I/614455102
Diferenzas Finitas/614455205
Elementos de Contorno/614455207
Elementos Finitos II/614455208
Métodos Numéricos en Optimización/614455210
Métodos Numéricos II/614455211
Métodos Numéricos para Ecuacións Diferenciais Ordinarias (EDO)/614455212
Cálculo Paralelo/614455202

Materias que se recomenda cursar simultaneamente
Linguaxes e Contornos de Programación I/614455104

Materias que continúan o temario

Observacións
<p> Para comprender os métodos que se presentan nesta asignatura son necesarios coñecementos básicos de álxebra liñal e de cálculo diferencial e integral. Recomendase estudar os contidos presentados na asignatura a medida que se vaian introducindo, realizar os exercicios e traballos prácticos propostos, facer uso das tutorías e consultar a bibliografía recomendada. </p>


(*)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