Licenciatura en Matemáticas

Datos Generales

Clave: Creditos: Semestre: Tercero
Materia: Cáculo III Semestre académico:
Horas por clase: una Clases por semana: cinco Horas por semestre: setenta
Período: enero - junio Teórica: 40 % Teórico-prácticas: 60%
Autores:
Dra. Gema A. Mercado Sánchez
M. M. Elvira Borjón Robles
Fis. José Augusto Beltrán Mendoza
Fis. Gloria Teresa González de Ávila

Email:
gema@mate.reduaz.mx
eborjon@mate.reduaz.mx
jbeltran@cantera.reduaz.mx
ggonzale@mate.reduaz.mx

Requisitos:
Cálculo II.
Antecedente de:
Cálculo IV.

Presentación

Para este curso el estudiante deberá tener el dominio del cálculo diferencial e integral de una variable en el sentido conceptual y operativo. Se requiere que haya tenido familiaridad con los conceptos de límite y continuidad y reconocer una amplia gama de funciones y su comportamiento asintótico.
El curso retoma los conceptos arriba mencionados y los usa para el estudio de la convergencia de sucesiones y series. Además proporciona los elementos fundamentales del cálculo diferencial de varias variables y del cálculo diferencial vectorial que le ayudarán en su formación básica en el estudio posterior del análisis matemático y en el área de la matemática aplicada.

Objetivo General

El estudiante establecerá el concepto de sucesión e investigará el comportamiento de tales funciones para valores infinitamente grandes. Definirá una serie como una sucesión de sumas parciales y estudiará su convergencia. Aplicará los conceptos de limite y continuidad a funciones de valores reales de varias variables y los usará para establecer la derivada de tales funciones. Hará uso del concepto de vector para construir funciones cuyo dominio y rango sean elementos de carácter vectorial y continuará con el estudio de la derivación de esta clase de funciones.

Contenido / Temario

1. Sucesiones y series
1.1 Series de términos positivos y negativos
1.2 Series alternantes
1.3 Criterios de convergencia: de comparación, del cociente, de paso al límite, de la raíz, de la integral
1.4 Convergencia condicional y absoluta

2. Series de potencias
2.1 El polinomio de Taylor
2.2 El polinomio de Taylor como un operador
2.3 Cálculo con polinomios de Taylor
2.4 Serie de Taylor
2.5 El error en la serie de Taylor
2.6 Convergencia en las series de Taylor de diversas funciones
2.7 La o minúscula
2.8 Aplicaciones a las indeterminaciones

3. Sucesiones y series de funciones
3.1 Series de Funciones
3.2 Convergencia puntual de una serie funcional
3.3 Convergencia uniforme de una serie funcional
3.4 Criterios para la convergencia uniforme

4. Series de Fourier
4.1 Funciones periódicas y Series de Fourier
4.2 Condiciones de Dirichlet
4.3 Series de Fourier en senos y cosenos
4.4 Derivación en integración de series de Fourier
4.5 Notación compleja para series de Fourier
4.6 Funciones ortogonales.

5. Cálculo diferencial para funciones de varias variables y su generalización a Rn
5.1 Límites y continuidad para funciones escalares de varias variables
5.2 El concepto de derivada parcial y su interpretación geométrica. El plano tangente
5.3 Derivación parcial y derivadas parciales de orden superior
5.4 La derivada direccional, el gradiente
5.5 La derivada de funciones de Rn -> R

6. Optimización
6.1 Desarrollo en serie de Taylor para funciones de varias variables
6.2 Máximos y mínimos relativos. El Hessiano de una función
6.3 Máximos y mínimos absolutos
6.4 Problemas con restricciones. Multiplicadores de Lagrange.

7. Vectores y cálculo diferencial con funciones vectoriales
7.1 Operaciones con vectores, producto interno y producto vectorial, lineas y planos en R3
7.2 Curvas paramétricas
7.3 Funciones vectoriales y longitud de curva
7.4 Los conceptos de velocidad y aceleración
7.5 El concepto de derivada para funciones vectoriales
7.6 Gradiente, divergencia y rotacional

Bibliografía

  1. Philp M. Anselone y John W. Lee, Multivariable Calculus, Prentice Hall Company 1996
  2. Marsden Jerrold E. y Tromba Antony J., Cálculo vectorial, Addison Wesley Company, 1999;
  3. Courant Richard y John Fritz, Introducción al cálculo y análisis matemático, Volumen II, editorial Limusa, 1989
  4. Tom .M Apostol, Calculus, Volumen II, editorial Reverté.

Programación del Curso

Unidad

Tema
Periódo
1.
Series y sucesiones

3 semanas

2.
Series de potencias

2 semanas

3.
Sucesiones y series de funciones.

2 semanas

4.
Series de Fourier
2 semanas
5.
Cálculo diferencial para funciones de varias variables y su generalización a Rn
2 semanas
6.
Optimización
1 semana
7.
Vectores y cálculo diferencial con funciones vectoriales
2 semanas

Criterios de evaluación

Criterio
Descripción
Fecha o modalidad
%
Tareas
Largas Cada dos semanas
20
Ensayos De una página Cada cuatro semanas
5
Proyectos Uno individual y uno en equipo  
10
Portafolio Uno al final, todo su material revisado por ellos.  
5
Presentaciones De los proyectos Por las tardes conforme determine el profesor
10
Exámenes Parciales   Al finalizar cada unidad
20
Exámenes Semanales Cortos De 15 min. Cada semana
10
Exámenes Finales Un final comprensivo  
20