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2021/2022

Matemáticas para la geología

Código: 101045 Créditos ECTS: 10
Titulación Tipo Curso Semestre
2500254 Geología FB 1 A
La metodología docente y la evaluación propuestas en la guía pueden experimentar alguna modificación en función de las restricciones a la presencialidad que impongan las autoridades sanitarias.

Contacto

Nombre:
Agustí Reventós Tarrida
Correo electrónico:
Agusti.Reventos@uab.cat

Uso de idiomas

Lengua vehicular mayoritaria:
catalán (cat)
Algún grupo íntegramente en inglés:
No
Algún grupo íntegramente en catalán:
Algún grupo íntegramente en español:
No

Equipo docente

Jaume Aguadé Bover
Joan Josep Carmona Domènech
Juan Francisco Piniella Febrer
Miquel Llabrés Florit
Ricard Riba Garcia
Isaac Corral Calleja

Prerequisitos

A pesar de que no hay  prerequisitos oficiales, es conveniente que el estudiante repase

1) Las poténcias y los logaritmos.

2) La trigonometría plana.

3) La combinatória y  el binomio de Newton.

Objetivos y contextualización

Esta materia debe servir para consolidar unos conocimientos  básicos de matemáticas que serán necesários para abordar, en cursos superiores, otras materias más especializadas del Grado de Geología.

Competencias

  • Analizar y utilizar la información de manera crítica.
  • Aprender y aplicar a la práctica los conocimientos adquiridos, y para resolver problemas.
  • Trabajar con autonomía.
  • Utilizar herramientas matemáticas en la resolución de problemas geológicos.

Resultados de aprendizaje

  1. Analizar y utilizar la información de manera crítica.
  2. Aplicar las técnicas matemáticas a problemas de la geología.
  3. Aprender y aplicar a la práctica los conocimientos adquiridos, y para resolver problemas.
  4. Calcular determinantes y descomposiciones de matrices.
  5. Calcular probabilidades en situaciones elementales.
  6. Interpretar las propiedades básicas de los estimadores puntuales y de intervalo.
  7. Manejar correctamente los métodos numéricos con atención a los márgenes de error.
  8. Manejar variables aleatorias y conocer su utilidad para la modelización de fenómenos reales.
  9. Plantear y resolver problemas de contraste de hipótesis en una o dos poblaciones.
  10. Producir e interpretar expresiones gráficas y numéricas.
  11. Reconocer situaciones reales en las que aparecen las distribuciones probabilísticas más usuales.
  12. Resolver problemas geométricos del plano y del espacio.
  13. Resolver y discutir sistemas de ecuaciones lineales.
  14. Sintetizar y analizar descriptivamente conjuntos de datos.
  15. Trabajar con autonomía.
  16. Utilizar adecuadamente las reglas de derivación e integración de funciones.
  17. Utilizar el concepto de independencia.
  18. Utilizar el lenguaje matemático básico utilizado en la Geología.
  19. Utilizar paquetes informáticos de cálculo numérico y simbólico.
  20. Utilizar un paquete estadístico y saber manejar conjuntos de grandes de datos.

Contenido

Algebra Lineal y geometría (3 ECTS)

  1. Repaso de conceptos básicos.
    Números racionales y números reales. Sistemas de ecuaciones lineales.Teorema de Rouché-Frobenius.
  2. Matrices.
    Definiciones. Operaciones elementales. Cálculo matricial.
    Matriz inversa. Resolución de sistemas lineales.
  3. El espacio vectorial R^n.Dependéncia e independéncia lineal
  4. Valores i vectores propios.
    Definiciones. Diagonalización. Cálculo de poténcias. Aplicaciones
  5. Geometria plana. Distáncia entre punto y  recta. Triangulos.
  6. Geometria del espacio. Distáncia. Proyección estereográfica.

Cálculo (3 ECTS)

  1. Funciones reales de variable real.
    Repaso de conceptos básicos. Definición de función. Dominoi y recorrido. Gráficas. Operaciones con funciones. Función inversa. Ejemplos de funciones importantes (polinómicas, exponenciales, ...).
  2. Límites y continuidad.
    Límitee de una función en un punto. Generalizaciones del concepto de límite. Cálculo de límites de funciones.
    Continuidad de una función en un punto y en un intervalo. Discontinuidades de una función. Teorema del valor medio.
  3. Derivadas y aplicaciones
    La derivada de una función en un punto. Reglas de derivación. La regla de la cadena. Teorema de Rolle. Crecimiento y decrecimiento de una función. Extremos locales. Extremos y valores extremos absolutos. Concavidad y puntos de inflexión. Aplicaciones: problemas de optimización.
  4. Cálculo integral.
    Primitivas. Integral definida de una función contínua. Teorema fundamental del cálculo. Regla de Barrow. Técnicas de integración. Aplicaciones. 

Cálculo numérico y gráfico (2 ECTS)

  1. Errores.
    Definiciones. Errores operacionales. Ley de propagación de errores. Aplicaciones.
  2. Escalas.
    Definiciones. Construcción de escalas. Error de las escalas. Aplicaciones.
  3. Representación de curvas.
    Ecuaciones empíricas. Rectificación. Casos más habituales. Aplicaciones.
  4. Resolución numérica de ecuaciones.
    El método  de Bolzano, bisección, secante y Newton Raphson. Acotación del error. Aplicaciones.
  5. Interpolación y  extrapolación
    El método de Lagrange. Los  “splines” cúbicos.
  6. Derivación numérica y gráfica.
    Fórmulas de derivación. Acotación del error.
  7. Integración numérica y gráfica.
    El método de los trapecios. La fórmula de Simpson y regla 3/8. El método de la pesada.

Estadística (2 ECTS)

1. Probabilidad.             

1.1 Propiedades básicas de la probabilidad. Probabilidad  condicionada. Fórmula de lea Probabilidades Totales. Fórmula de Bayes.

1.2 Variables aleatórias discretas: Bernoulli, Binomial, Hipergeométrica.

1.3 La distribución Normal. Aproximación de la Binomial por la Normal.

2. Estadística.

2.1  Introducción  a la Estadística: población y muestra, parámetros y estimadores.Distribución de la mediana muestral en el caso normal con variáncia conocida. El Z-estadístico. Intervalo de confianza para la mediana de la normal con variáncia conocida.

2.2 La distribución t de Student. El caso de variáncia desconocida: el T-estadístico. Intervalo de confianza para la mediana de la normal con  variáncia desconocida.

2.3 Introducción a los tests de hipótesis. Tests de hipótesis para la mediana de la normal con variáncia conocida. Tests de hipótesis para la mediana de la normal con variáncia desconocida.

 

 

Metodología

En el procceso de aprendizage de la materia es fundamental el trabajo del alumno quien en todo momento dispondrá de la ayuda del profesor.

A parte de las horas presenciales el alumno/a deberá dedicar un tiempo al trabajo  autónomo. Las horas presenciales se distribuyen en:

Teoria: El profesor introduce los conceptos básicos corresponendientes a la materia de la asignatura mostrando ejemplos de su aplicación. El alumnado deberà complementar las explicaciones del profesor con el estudio personal.

Problemas: Se trabaja la comprensión de los conceptos introducidos  en teoria con la realización de problemas y discusión de casos practicos. Los alumnos trebajarán de manera individual o en grupo bajo la supervisión del profesor.

Practicas:  El alumnado aprenderá a utilitzar paquetes de programas de cálculo matemático simbòlico, numérioc y estadístico (Maxima, Excel). Las clases de practicas se realizarán en las aulas informáticas. En estas clases se trabajará  la aplicación de las herramientas  matemáticas a problemas que requieran el uso de un  aplicatvo informático.

Nota: se reservarán 15 minutos de una clase dentro del calendario establecido por el centro o por la titulación para que el alumnado rellene las encuestas de evaluación de la actuación del profesorado y de evaluación de la asignatura o módulo.

Actividades

Título Horas ECTS Resultados de aprendizaje
Tipo: Dirigidas      
Problemas de aula 16 0,64 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 13, 12, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20
Prácticas 19 0,76 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 13, 12, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20
Teoria 50 2 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 13, 12, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20
Tipo: Autónomas      
Trabajo personal y en equipo del alumnado 153 6,12 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 13, 12, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20

Evaluación

La asignatura se podrá aprobar por parciales durante el curso. Caso de no aprobar, el alumno o alumna  podrá presentarse a la recuperación que tendrá lugar a final de curso.

Por parciales. De cada módulo se obtendrá una nota NM, a partir de E = nota de un examen de teoria y/o problemas de todo el módulo, P = nota de practicas, C = nota de los controles intermedios.

La nota del módulo NM  se calculará como

NM = 0.70 x E + 0.20 x P + 0.10 x C

La nota por parciales de la asignatura, NP, se obtendrá ponderando las notas de cada módulo por  el número de créditos siempre que la nota de cada módulo sea igual o superior a 3 sobre 10, es  decir, la nota por parciales serà

NP= 0.3 x (NA+ NC) + 0.2 x (NE + NN)

donde  NA= nota módulo álgebra, NC= nota módulo cálculo, NE = nota módulo estadística y  NN = nota módulo numérico.

Presentandose a recuperación: El alumno o alumna  que no haya aprobado por parciales podrá recuperar los módulos que no haya superado, o mejorar su nota, presentandose a la recuperación que tendrá lugar a final de curso. De cada módulo se podrá recuperar la nota E pero no P ni C. Para participar en la recuperación el alumnatdo debe haber sido previamente evaluado en un conjunto de actividades el peso de las cuales equivalga a un mínimo de dos terceras partes de la calificación total de la asignatura o módulo.

La nota de cada módulo si el alumno o alumna se  presenta a recuperación se calculará con la fórmula

NM = 0.70 x max{ E, ER } + 0.20 x P + 0.10 x C

donde E= nota del examen del correpondiente módulo que se está intentando recuperar,  ER = nota del examen de recuperación, P = nota de practicas, C = nota de los controles intermedios.

La nota final de la assignatura, NF, se obtendrá etonces ponderando las notas de cada módulo por el número de crediots siempre que la nota de cada módulo sea igual o superior a 3 sobre 10.

Es decir, con la misma fórmula anterior NF= 0.3 x (NA+ NC) + 0.2 x (NE + NN) donde ahora NA,NC,NE,NN son las notas de los correspondientes módulos después de la recuperación.

En caso que, después de la recuperación, la nota de algún módulo sea inferior a 3, la asignatura estará suspendida y la calificación será el mínimo entre NF y 4.

El alumnado tendrá un No Presentado si com  mucho se ha presentado  a un examen parcial. Así el alumno que se presente a 2 o más  parciales  no podrá teer  un No Presentado  como calificación final.

Se fijará dia y hora para la revisión de las notas de los diversos exámenes.

Actividades de evaluación

Título Peso Horas ECTS Resultados de aprendizaje
Examenes parciales 70% 12 0,48 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 13, 12, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20

Bibliografía

Bibliografia

Bibliografia bàsica

1)     Àlgebra Lineal i Geometria
- Introducción al Álgebra Lineal, H. Anton,(editorial Limusa), 1986
- Àlgebra Lineal con Aplicaciones. G. Nakos, D. Joyner, International Thomson, Mexico, 1999.

2)     Càlcul
-
Calculus I, S. Salas, E. Hille, editorial Reverté, 1994.

3)     Càlcul numèric i gràfic
-
Càlcul numèric, C. Bonet, A. Jorba, Mª T. Martínez-Seara, J. Masdemont, M. Ollé, A. Susin i M. València. Edicions UPC. Barcelona 1994

4)     Estadística
-
Probabilidad y Estadística para Ciencias e Ingenierías, R. Delgado, Publicaciones Delta 2008.

Bibliografia adicional

- Mathematics in Geology, J. Ferguson. Allen & Unwin. Londres,1988.
-
Mathematics: A Simple Tool for Geologists, D. Waltham. Blackwell Science. Oxford, 2000.

Software

Se usa programario libre como Sage, Wolfram Alpha, etc