Narra Estobeu, en el seu llibre Florilegium, l’anècdota que ocorregué a Euclides un primer dia de classe. El matemàtic grec tot just acabava d’explicar el primer teorema quan un alumne l’interrompé preguntant: “Quin profit en trauré, jo, d’això?”. Euclides cridà un esclau i li ordenà: “Doneu-li una moneda, ja que necessita treure’n benefici del que aprèn”.
Per aprendre a apreciar la matemàtica, com diria Abraham Flexner, cal abolir la paraula utilitat i, així, alliberar l’esperit humà. Aprendre i fer matemàtica, en primer lloc, és una experiència de caire personal. La matemàtica posa en relació dues capacitats: la intuïció i la raó. És un diàleg íntim, silenciós però vibrant, entre l’immediat i la reflexió. Cada petit pas que fem ve guiat per la intuïció, però no és un pas ferm fins que la raó no el valida.
Explica David Bessis, en el seu llibre Mathematica: Una aventure au coer de nous-mêmes, un exemple d’interès relacionat amb això. Dibuixem una circumferència en un paper i ens preguntem: com a molt, per quants punts tallarà la circumferència una recta que creui el full? La intuïció ens dona una resposta immediata: una sola recta tallarà la circumferència com a molt per dos punts. Aquesta solució intuïtiva és tan certa com senzill és arribar-hi. Ara bé, si ho volem demostrar formalment, ens caldrà l’equació de la recta, la de la circumferència, i resoldre un sistema per veure en quins punts es tallaran. La solució algèbrica ens donarà tres possibilitats: que talli en dos punts, que no talli en cap punt, o que talli en un sol punt (recta tangent). Així, doncs, la resposta raonada valida la nostra primera intuïció: com a molt, tallarà per dos punts. Per validar-ho hem usat el llenguatge matemàtic. És més, en tots els passos: idear la demostració, plantejar el sistema, resoldre’l, etc, per molt petit que sigui cadascun d’ells, contínuament usem la intuïció. Aquestes contínues validacions ens condueixen cap a una millora en la nostra intuïció matemàtica que de ben segur podem apreciar com canvia al llarg del temps. És en aquest sentit, doncs —i també en d’altres de més mundans, en els quals ara no abundarem—, que la matemàtica ens convida, abans que res, a viure la seva pràctica com a una experiència de creixement personal.
Tot això que s’ha comentat fins aquí és independent del temari de matemàtiques que estigueu abordant. És vàlid tant pels exercicis més bàsics de primària com per als més complexos d’Àlgebra o Càlcul de primer curs. Qualsevol curs és una nova oportunitat per descobrir-ho i avançar-hi. El curs d’Estadística i Anàlisi Matemàtica n’és una d’aquestes oportunitats. La part d’Anàlisi Matemàtica és una ampliació del Càlcul diferencial a més d’una variable. Al segon semestre es treballarà la Probabilitat i l’Estadística que serà, segurament, nou per a tots.
Si heu arribat fins aquí i encara no esteu convençuts de quin profit en podeu treure, us puc dir que, a més, en aquesta assignatura s’explicaran les bases matemàtiques de moltes de les matèries que cursareu properament, com poden ser: Senyals i Sistemes de Transmissió, Sistemes Basats en el Coneixement, Propagació Electromagnètica, Enginyeria Acústica, Processament d’Àudio i Parla, Processament Digital del Senyal, Mineria de Dades, Simulació Física, Comunicacions per a Entorns Hostils, Interconnexió de Xarxes de Dades, Robòtica, Comunicacions Òptiques, Processament Digital de la Imatge, etc.
Us convidem, però, com dèiem anteriorment, a alliberar-vos de la necessitat del sentit útil de les matemàtiques perquè així us pugueu centrar en elles, que en realitat és centrar-vos en vosaltres mateixos.
Professors Titulars
Professors Docents
Càlcul diferencial i integral de funcions d´una sola variable. Espais vectorials i les seves propietats bàsiques.
L'objectiu de l'assignatura és avançar en el coneixement de les eines matemàtiques que una titulació d'enginyeria requereix.
Bloc 1. Funcions de diverses variables
1. Definicions prèvies
2. Funcions de variables reals
2.1. Definició i domini
2.2. Límits
2.3. Continuïtat
2.4. Gràfiques, corbes i superfícies de nivell
3. Increment total i parcial d'una funció. Diferencial d'una funció
4. Derivades parcials
4.1. Definició
4.2. Interpretació geomètrica
4.3. Generalització a funcions de més de dues variables
4.4. Derivades parcials d'ordre superior
5. Diferenciabilitat
5.1. Errors i diferencials
6. Derivada direccional
6.1. Definició i interpretació geomètrica
6.2. Diferenciabilitat i derivada direccional
6.3. Gradient: definició i propietats
7. Pla tangent i recta normal a una funció
8. Derivació de funcions implícites i compostes
9. Màxims i mínims
10. Màxims i mínims lligats. Multiplicadors de Lagrange
Bloc 2. Integrals múltiples
1. Integrals dobles
1.1. Domini i propietats
1.2. Càlcul d'integrals dobles
1.3. Canvi de variable. Jacobians. Coordenades polars
2. Integrals triples
2.1. Domini i propietats
2.2. Càlcul d'integrals triples
2.3. Canvi de variable. Coordenades cilíndriques i esfèriques
Bloc 3. Probabilitat i estadística
1. Combinatòria
1.1. Variacions
1.2. Permutacions
1.3. Combinacions
2. Introducció a la probabilitat
2.1. Definicions prèvies
2.2. Operacions entre successos
2.3. Definicions de probabilitat
2.4. Probabilitat condicionada
2.5. Llei de les probabilitats totals
2.6. Teorema de Bayes
2.7. Successos independents
3. Variable aleatòria
3.1. Definicions prèvies
3.2. Variable aleatòria discreta
3.2.1. Funció de distribució
3.3. Variable aleatòria contínua
3.3.1. Funció de distribució
3.3.2. Funció de densitat
3.4. Esperança matemàtica i moments
3.4.1. Esperança
3.4.2. Variància i desviació típica
3.5. Desigualtats de Markov i Chebysev
4. Distribucions univariants
4.1. Distribucions discretes
4.1.1. Binomial
4.1.2. Poisson
4.2. Distribucions contínues
4.2.1. Uniforme
4.2.2. Normal
5. Distribucions bivariants
5.1. Distribucions discretes
5.2. Distribucions contínues
5.3. Funcions de distribució (acumulada)
5.4. Distribucions marginals
5.5. Variables aleatòries independents
5.6. Distribucions condicionades
5.7. Covariància i correlació
5.8. Regressió lineal entre dues variables aleatòries
6. Teoria de mostres
6.1. Teorema del límit central
6.2. Mostratge
6.3. Tests d'hipòtesis
L'assignatura s'imparteix en 2 sessions lectives setmanals de 100 minuts de durada cadascuna.
La dinàmica habitual de cada classe consistirà en una combinació d'explicacions teòriques seguides sempre de la realització d'exercicis que exemplifiquin allò que s'acaba d'explicar. Metodologies aplicades: classe magistral, classe de problemes i exercicis. Addicionalment, a l'eStudy es proporcionen recursos per a que l'estudiant pugui realitzar activitats d'autoaprenentatge (mitjançant la visualització de vídeos indexats segons els seus continguts) i d'autoavaluació (mitjançant la realització de qüestionaris no avaluables sobre els continguts). Metodologia aplicada: self-paced learning.
L’assignatura està organitzada en dos semestres. Per tal d’aprovar-la cal obtenir una nota de cada quadrimestre superior o igual a cinc (en convocatòria ordinària o extraordinària). En aquest cas, la nota de l’assignatura serà la mitjana aritmètica d’aquestes dues notes. En cas contrari, l’assignatura estarà suspesa.
Es valorarà:
- La correcta aplicació dels mètodes de càlcul en la resolució de problemes.
- El rigor i la coherència en el desenvolupament dels raonaments matemàtics.
- La capacitat de modelització matemàtica de situacions tècniques bàsiques.
- La precisió en els càlculs i la correcta interpretació dels resultats obtinguts.
Tots els llibres que es llisten a continuació estan disponibles a la biblioteca de La Salle.
Blocs 1 i 2: Funcions de diverses variables, Integrals múltiples N. Piskunov, ''Cálculo diferencial e integral´´, Ed. Montaner & Simon G.L. Bradley, K.J. Smith, ''Cálculo de varias variables´´, Ed. Prentice Hall G.B. Thomas, R.L. Finney, ''Cálculo ´´ varias variables´´, Ed. Addison Wesley Longman J. De Burgos, ''Cálculo infinitesimal de varias variables´´, Ed. Mc Graw Hill
Bloc 3: Probabilitat i estadística L. Vicent, R. Villalbí, ''Probabilitat´´, disponible en PDF a l'eStudy D.D. Wackerly, W. Mendenhall, R.L. Schaeffer, ''Estadística matemática con aplicaciones´´. Ed. Math
1. Lliçons de Càlcul de Probabilitats. Marta Sanz. 1995.Publicacions Universitat de Barcelona.
2. Problemas de Probabilidades y Estadística. C.M. Cuadras. Ediciones PPU. 1990. Barcelona.
3. Problemas de Análisis Matemático. Bombal. Marín. Vera. Editorial AC, libros científicos y técnicos. Madrid.