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1 INSTITUTO TECNOLÓGICO AUTÓNOMO DE MÉXICO DIVISIÓN ACADÉMICA DE ACTUARÍA, ESTADÍSTICA Y MATEMÁTICAS Departamento Académico de Matemáticas Aplicadas 2 Undergraduate Program In Applied Mathematics COM-16301 EGN-17121 ECO-11101 MAT-14001 CON-10100 First Semester Computer Tools & Algorhythms Pol. & Social Ideas and Institutions I Economics I Introduction to Superior Mathematics Accounting I 7 6 7 9 6 Seventh Semester MAT-24211 Dynamic Systems II MAT-24430 Applied Analysis I MAT-24500 Operations Investigation I Free Elective Free Elective Free Elective MAT-14100 ECO-12102 EGN-17122 EGN-17141 MAT-14200 MAT-14300 Second Semester Integral & Differential Calculus I Economics II Pol. & Social Ideas and Institutions II Problems of Contemporary Civ. I Analytical Geometry I Superior Algebra I 9 7 6 6 8 8 Eighth Semester MAT-24431 Numerical Optimization I EST-24105 Applied Statistics II EST-24106 Applied Statistics III Free Elective Free Elective MAT-14101 MAT-14201 MAT-14301 EGN-17123 COM-11302 EGN-17142 Third Semester Integral & Differential Calculus II Analytical Geometry II Superior Algebra II Pol. & Social Ideas and Institutions III Algorithms & Programming Problems of Contemporary Civ. II 9 8 8 6 9 6 Free Elective Free Elective Free Elective MAT-14102 MAT-14310 EST-14101 COM-11303 EGN-17161 Fourth Semester Integral & Differential Calculus III Lineal Algebra Probability Calculus I Information Structures Socio-Political History of Mexico 9 8 6 9 6 Fifth Semester MAT-24210 Dynamic Systems I MAT-24110 Mathematical Analysis I EST-14102 Probability Calculus II MAT-14400 Numerical Calculus I EGN-17162 Problems of Contemp. Mexican Reality Free Elective Sixth Semester MAT-24410 Lineal Programming MAT-24111 Mathematical Analysis II EST-14103 Mathematical Statistics EST-14107 Stochastic Processes I Free Elective Free Elective Ninth Semester 6 6 6 7 6 6 6 8 6 6 6 7 7 7 7 3 COMPRENSIÓN MATEMÁTICA Tipo: Prerrequisitos: Clave: MAT-10100 Créditos: 6 curricular para DER. ninguno Objetivo: Se introducen conceptos fundamentales de cálculo proposicional y de predicados. Se presentan diferentes tipos de funciones para modelar y resolver problemas sencillos de administración, economía y ciencias sociales y brevemente se introduce razón de cambio y derivación para resolver problemas de optimización. Se da un panorama de lo que es la estadística y algunos métodos para la organización, representación y cálculo de cantidades "representativas" de grandes conjuntos de información. Temática: LÓGICA MATEMÁTICA: Introducción. Conectivos lógicos. Argumentos con proposiciones cuantificadas. Análisis de razonamiento sin cuantificadores. Ejemplos de aplicación del razonamiento lógico en algunos casos jurídicos simples. MATEMÁTICAS FINANCIERAS Y FUNCIONES: Modelos matemáticos .Funciones lineales. Aplicaciones de las funciones lineales en Economía y Administración. Funciones cuadráticas. Aplicaciones de las funciones cuadráticas a problemas de optimización. Funciones logarítmicas y sus aplicaciones. Funciones exponenciales y sus aplicaciones. Interés simple e interés compuesto. Razón de cambio y derivación. Aplicaciones a la Economía. ESTADÍSTICA: Modelos estadísticos. Muestras. Histogramas. Polígonos de frecuencia. Gráficas circulares. Medidas de tendencia central. Medidas de desviación. Análisis de gráficas. Números índice Bibliografía: María Trigueros. Notas LÓGICA MATEMÁTICA. ITAM. INTRO. A LAS MATEMÁTICAS Tipo: Prerrequisitos: Clave: MAT- 11001 Créditos:9 curricular para ADM, CONT, C.P., R.I. ninguno Objetivo: En el curso se introducen los conceptos de intervalo, región, relación, función, dominio y rango planteando diferentes formas de expresarlos. Se definen función creciente, decreciente, constante, positiva, negativa, par, impar. Se trabaja con operaciones gráficas para bosquejar funciones analizando la relación entre la representación geométrica y la expresión analítica. Se analizan diferentes funciones y ecuaciones así como sus aplicaciones en Administración, Ciencias Sociales y Economía. Temática: Funciones. Líneas rectas, funciones, ecuaciones y desigualdades lineales. Funciones cuadráticas. Otras funciones. Función valor absoluto. Cónicas y semicónicas. Operaciones con funciones. Logaritmos y exponenciales. Funciones trigonométricas. Bibliografía: ARYA, Jodish C, LARDNER, Robin W. Matemáticas Aplicadas a la Administración y a la Economía. Prentice Hall. 4 MATEMÁTICAS I Tipo: Prerrequisitos: Clave: MAT- 11100 Créditos:9 curricular para ADM, CONT, C.P., R.I. MAT-11001 Objetivo: Este es un curso introductorio de Cálculo Diferencial e Integral de una variable dirigido a estudiantes de las carreras afines a las ciencias sociales. El objetivo del curso es el de presentar las técnicas básicas del cálculo así como sus diversas aplicaciones. Temática: LA DERIVADA: Incrementos y tasas. Límites y continuidad. La derivada. Reglas de diferenciación. Regla de la cadena. Recta tangente a una curva. La derivada como una razón de cambio. Análisis marginal. Derivadas de funciones exponenciales y logarítmicas. Aplicaciones. Derivadas de funciones trigonométricas. OPTIMIZACION Y BOSQUEJO DE GRÁFICAS: Funciones crecientes y decrecientes. Concavidad y puntos de inflexión. Gráficas de funciones. Puntos críticos. Extremos locales. Máximos y mínimos absolutos. Asíntotas. Aplicaciones de máximos y mínimos. Diferenciales y aproximaciones. Diferenciación implícita. Diferenciación logarítmica. INTEGRACIÓN: El concepto de antiderivada. Integrales indefinidas. Aplicaciones de la integral indefinida. Integración por partes. Integración por cambio de variable. Tablas de integrales. LA INTEGRAL DEFINIDA: Integrales definidas. Áreas bajo curvas. Integrales impropias. Áreas entre curvas. Aplicaciones de la integral definida. Bibliografía: Hoffmann, L. y Bradley G. Cálculo para Administración, Economía y Ciencias Sociales Editorial McGraw-Hill, Colombia, 1998 MATEMÁTICAS II Tipo: Prerrequisitos: Clave: MAT -11101 Créditos:9 curricular para ADM, CONT, C.P., R.I. MAT-11100 Objetivo: Este es un curso introductorio sobre el cálculo de varias variables, con aplicaciones a la economía y administración y con énfasis en la solución de problemas de optimización, con o sin restricciones, de una función diferenciable. Incluye una introducción a las integrales múltiples y sus aplicaciones. Temática: Vectores en el plano y en el espacio. Funciones de varias variables, límites y continuidad. Derivación y deferenciales. Máximos y mínimos de funciones de varias variables. Otras aplicaciones de la derivada e integración múltiple. Bibliografía: E.J. Purcell, D. Varberg, “Cálculo con geometría analítica” Prentice Hall 5 MATEMÁTICAS III Tipo: Prerrequisitos: Clave: MAT-11310 Créditos:8 curricular para ADM, CONT, C.P., R.I. MAT-11100 Objetivo: Esta materia constituye una introducción al Álgebra Lineal para alumnos de Administración y Ciencias Sociales. Los temas estudiados son sistemas de ecuaciones, álgebra de matrices, espacios vectoriales, programación lineal, valores y vectores propios. A lo largo del curso se desarrollan métodos para plantear y resolver diversos tipos de problemas. Y para apoyar el material se ha adoptado el paquete de MATLAB. Temática: Geometría en el plano y en el espacio. Sistemas de ecuaciones lineales. álgebra de matrices. Determinante. El espacio vectorial R n . Ortogonalidad. Introducción a la programación lineal. Valores y vectores propios Bibliografía: S. GROSSMAN "Álgebra Lineal con Aplicaciones" McGraw - Hill, 5a. edición 1996. CÁLCULO I Tipo: Prerrequisitos: Clave: MAT-12100 Créditos: 9 curricular para ECO MAT-14001 Objetivo: Aquí se introduce al alumno en el estudio formal de los números reales y los conceptos de función real de variable real y se analizan con detalle los temas de continuidad, derivabilidad, así como un gran número de aplicaciones principalmente al área Económico Administrativa, además de incluir gran diversidad de gráficas. Temática: Los números reales. Variables y funciones. Funciones continuas. La derivada. Aplicaciones de la derivada. La integral. Bibliografia: Calculus. Thomas Finney. Addison Wesley. 9a. edición. CÁLCULO II Tipo: Prerrequisitos: Clave: MAT-12101 Créditos: 9 curricular para ECO MAT-12100 Objetivo: El objetivo del curso es utilizar el teorema fundamental del cálculo para plantear y resolver problemas teóricos y aplicados que involucran derivadas e integrales. Se estudian métodos de integración, funciones logarítmicas, exponenciales y trigonométricas y se presentan aplicaciones a la economía como la elasticidad y la modelación de fenómenos cíclicos. Se estudian también series de Taylor de funciones diferenciables y series infinitas. Temática: La Integral. Funciones trascendentes. El Espacio R 3 . Funciones de Varias Variables. Diferenciación. Aplicaciones. Blibliografía: Calculus, Thomas & Finney, 9ª. Edición, Addison Wesley, Mathematics for Economists, S. Blume, Norton, 1994. 6 CÁLCULO III Tipo: Prerrequisitos: Clave: MAT-12102 Créditos: 9 curricular para Eco MAT- 12101 Objetivo: Esta materia generaliza los resultados vistos en los cursos de Cálculo Diferencial y de Cálculo Integral a espacios Euclidianos n-dimensionales. Se inicia con un breve estudio de Espacios Euclidianos n-dimensionales y algunos conceptos topológicos fundamentales que permitan la generalización de los resultados mencionados anteriormente. Temática: El espacio de dimensión tres. Funciones de varias variables. Diferenciación de funciones de varias variables. Optimización libre y restringida. Integración Múltiple. Bibliografía: J.E. Marsden y A.J. Tromba, Cálculo Vectorial, Addison-Wesley Iberoamericana, 1991. ÁLGEBRA MATRICIAL Tipo: Prerrequisitos Clave: MAT-12310 Créditos: 8 curricular para ECO. ninguno: Objetivo: Uno de los objetivos importantes de este curso es que el alumno adquiera dominio en algunas de las técnicas de álgebra lineal, que son importantes por su aplicación a la solución de problemas de economía (y de otras áreas), entre los que destacan los métodos básicos para la solución de sistemas de ecuaciones lineales, así como una introducción al método simplex de programación lineal. Temática: Sistemas de ecuaciones lineales. Espacios vectoriales. álgebra de Matrices. Programación lineal. Ortogonalidad y Diagonalización. Modelos Lineales de Producción. MATEMÁTICAS PARA INGENIERÍA I Tipo: Prerrequisitos: Clave: MAT-13100 Créditos: 9 curricular para ING MAT-14001 Temática: CONTINUIDAD: Límite y continuidad en un punto. álgebra de límites. Continuidad en un punto. Continuidad en intervalos. Teoremas básicos. DERIVADA (1): Definición e interpretación geométrica. Aproximación diferencial. álgebra de derivadas y derivación de funciones elementales. Regla de la cadena. Derivación implícita y de inversas. DERIVADA (2): Teorema del valor medio. Formas indeterminadas y Regla de L’Hopital. Extremos de funciones. Segunda derivada y esbozo de gráficas. Derivadas de orden superior y Teorema de Taylor. INTEGRAL (1): Cálculo de primitivas. área e integral definida. Propiedades básicas de la integral. Teorema del valor medio. Integración numérica. Teorema fundamental del cálculo. Logaritmos y exponenciales. INTEGRAL (2): Integración por partes. Integración por sustitución. Sustitución trigonométrica e hiperbólica. Fracciones parciales. ;límites infinitos e integrales impropias. 7 Bibliografía: THOMAS, G & FINNEY, R. Cálculo con Geometría Analítica. Addison – Wesley 8a edición, 1992. MATEMÁTICAS PARA INGENIERÍA II Tipo: Prerrequisitos: Clave: MAT-13101 Créditos: 9 curricular para ING MAT-13100 Temática: VECTORES EN EL PLANO Y EN EL ESPACIO: Operaciones básicas. Distancia y ortogonalidad. Ángulo y proyecciones. CALCULO DE FUNCIONES VECTORIALES: Curvas paramétricas. Tangente unitaria y vectores normales. Cinemática de partículas. Longitud de arco. Integrales de línea y trabajo. CALCULO DE CAMPOS ESCALARES: Curvas de nivel. Límites y continuidad. Derivadas parciales y diferencial total. Derivada direccional y gradiente. Hessiano: aproximación de segundo orden. Optimización lagrangeana. INTEGRACIÓN MÚLTIPLE: Integración doble. Cambios de coordenadas. Área, centro de masa y momentos. Integración triple y múltiple. Bibliografía: Stewart, James. Calculus. Brooks/Cole. MATEMÁTICAS PARA INGENIERÍA III Tipo: Prerrequisitos: Clave: MAT-13210 Créditos: 8 curricular para ING MAT-13301 Objetivo: El objetivo de este curso es que los alumnos conozcan los métodos y técnicas para resolver ecuaciones diferenciales y analicen cualitativamente aquellas que no se pueden resolver analíticamente. Temática: Ecuaciones diferenciales en primer orden; Ecuaciones lineales de segundo orden; Sistemas de ecuaciones diferenciales; Análisis cualitativo de sistemas de ecuaciones diferenciales lineales; Métodos de solución aproximada. Bibliografía: G. F. Simmons “ Ecuaciones Diferenciales con Aplicaciones y notas históricas”, McGraw Hill, 1993, 2a. edición. ÁLGEBRA PARA INGENIERÍA I Tipo: Prerrequisitos: Clave: MAT-13300 Créditos: 8 curricular para ingenierías NINGUNO Objetivo: En este curso el alumno adquirirá habilidad en el razonamiento de tipo recursivo, así como en el de tipo combinatorio; ampliará su habilidad en el manejo de los números naturales y en el de los números enteros, y adquirirá una visión panorámica sobre la matemática discreta. Temática: Los Números Enteros: El principio de inducción matemática, demostraciones mediante inducción matemática, el principio del buen orden, los enteros como anillo, divisibilidad en Z, estructura de Zn , congruencias lineales. Combinatoria: funciones inyectivas, funciones suprayectivas, funciones biyectivas. Relaciones: reflexividad, simetría, transitividad, etc. Introducción a los grafos. 8 Bibliografía: Grimaldi, Ralph. Discrete and Combinatorial Mathematics. Addison Wesley. Kolman, Busby, Ross. Estructuras de matemáticas discretas para la computación. Prentice Hall. Johnsonbaugh, Richard. Matemáticas Discretas. Grupo Editorial Iberoamérica. ÁLGEBRA PARA INGENIERÍA II Tipo: Prerrequisitos: Clave: MAT-13301 Créditos: 8 curricular para ingenierías MAT-13300 Objetivo: El objetivo complementar los conocimientos de álgebra del alumno. El curso está dividido en dos áreas principales, la primera es una introducción al álgebra lineal, la segunda es una introducción al estudio de las ecuaciones polinomiales. Temática: Vectores en el espacio: Operaciones básicas, Distancia y ortogonalidad, ángulo y proyecciones. Cálculo de funciones vectoriales: Curvas paramétricas, tangente unitaria y vectores normales, cinemática de partículas, longitud de arco, integrales de línea y trabajo. Cálculo de campos escalares: curvas de nivel, límites y continuidad, derivadas parciales y diferencial total, derivada direccional y gradiente, Hessiano, optimización lagrangeana. Integración múltiple: integración doble, cambios de coordenadas, área, integración triple y múltiple. Bibliografía: Stewart, James. Calculus. Brooks Cole. Thomas & Finney, Calculo con geometría analítica, Addison-Wesley 8a. Edición,1992. Purcell y Varberg, Calculo con geometría analitica, Prentice Hall,1987. ÁLGEBRA PARA INGENIERÍA III Tipo: Prerrequisitos: Clave: MAT-13310 Créditos: 8 curricular para ingenierías MAT-13301 Objetivo: El objetivo de este curso es que los alumnos conozcan los métodos y técnicas para resolver las ecuaciones diferenciales y analicen cualitativamente aquellas que no se pueden resolver analíticamente. Temática: Espacios vectoriales: subespacio vectorial, combinación lineal, dependencia e independencia lineal, bases y dimensión, coordenadas. Espacios con producto interior: producto interior, normas y distancias, ortogonalidad y proyecciones, proceso de Gram-Schmidt. Transformaciones lineales: núcleo e imagen, teorema de la dimensión, isormorfismos, representación matricial, cambio de base. Valores y vectores propios: vectores y valores propios, polinomios característicos, diagonalización. Programación lineal. Bibliografía: G.F. Simmons “Ecuaciones Diferenciales con Aplicaciones y Notas Históricas” 9 INTRO. A LA MATEMATICA SUPERIOR Clave: MAT-14001 Créditos: 9 Tipo: curricular para Economía, Telemática, Ingeniería Industrial, Matemáticas Aplicadas, Actuaría. Prerrequisitos: ninguno Objetivo: que el alumno comprenda las bases teóricas de la matemática así como su aplicación. Temática: Números reales; rectas; funciones reales de la variable real; funciones trigonométricas; funciones exponenciales y logarítmicas Bibliografía: Earl W. Swokowski y Jeffery A. Cole, álgebra y Trigonometría con Geometría analítica, 3a. ed; Iberoamérica. CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL I Tipo: Prerrequisitos: Clave: MAT-14100 Créditos: 9 curricular MAT-14001 Objetivo: Este curso sienta las bases para la mayoría de los cursos posteriores, es un curso central. Se empieza a formalizar sobre los conceptos matemáticos tratando de no perder el aspecto intuitivo. Los temas centrales en los que se hace énfasis son límites, continuidad, derivada y sus aplicaciones en integral y el teorema fundamental del cálculo. Temática: Los números reales. Axiomas de Campo. Orden, recta numérica, intervalos, completez y propiedad arquimediana. Límites de sucesiones sencillas. Series geométricas. Sucesiones. Sucesiones decimales. Variables y funciones; funciones; notación funcional; dominios y rangos; variables dependientes e independientes; gráficas; funciones y reglas de correspondencia; sumas, restas, productos y cocientes de funciones, composición de funciones, funciones inversas, inventario de funciones: polinomios, racionales, elementales; otras funciones: valor absoluto, máximo entero. Funciones continuas; noción intuitiva de continuidad y límite, definición formal de límite; ilustraciones sencillas; continuidad puntual; tipos de discontinuidades; continuidad de inversa; álgebra de límites; límite de composiciones; límites al infinito y límites infinitos; continuidad en intervalos; teoremas básicos de continuidad. La derivada; motivación e interpretación: tangente, razón de cambio; definición formal de derivada; algunos ejemplos simples; linealidad; derivada de productos y cocientes; derivadas de la funciones elementales; derivada de composiciones; regla de la cadena; derivada de inversa; derivadas de orden superior; interpretación geométrica de segunda derivada. Aplicaciones de la derivada; tangentes y normales a gráficas; cálculo de raíces; aproximación de primer orden: diferenciales; derivación implícita; tasas relacionadas; teorema de Rolle; teorema del valor medio; funciones monótonas; máximos y mínimos; convexidad; gráficas de funciones; teorema del valor medio generalizado; regla de L’Hopital. La integral; primitivas; integral indefinida; linealidad de la derivada y linealidad de la integral; derivada de productos e integración por partes; derivada de composiciones e integración por sustitución; 10 tabla de integrales elementales; áreas; sumas de Riemman; integral definida; teorema fundamental del calculo. Aplicaciones de la integral; introducción a ecuaciones diferenciales; áreas bajo curvas y entre curvas; calculo de volúmenes por diversas técnicas. Bibliografía: Thomas and Finney. Calculus. Addison Wesley. CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL II Tipo: Prerrequisitos: Clave: MAT-14101 Créditos: 9 curricular MAT-14100 y MAT-14200 Objetivo: Presentación de la integral de Riemman y algunas de sus aplicaciones. Dentro del primer tema se discute la integral como el límite de una suma de áreas parciales y también como una antiderivada. Esta última óptica permite la definición de nuevas funciones (la exponencial y la logarítmica) y la obtención de otras a partir de funciones conocidas) (inversas de funciones trigonométricas e hiperbólicas). Entre las aplicaciones se tienen la solución de algunas ecuaciones diferenciales y el cálculo de volúmenes. El curso termina con una introducción a series de potencias y algunos temas de cálculo numérico. Temática: Funciones trascendentes.; logaritmo natural, definición y propiedades; derivadas e integrales con logaritmos, derivación logarítmica; inversión del logaritmo, exponencial natural y sus propiedades; modelos de crecimiento, decaimiento radioactivo; logaritmos y exponenciales en otras bases; funciones trigonométricas inversas, definición y propiedades básicas; derivadas e integrales asociadas; funciones hiperbólicas, definición y fórmulas básicas; funciones hiperbólicas inversas; derivadas de funciones hiperbólicas inversas e integrales relacionadas; el cable colgante, longitud de curvas. Técnicas avanzadas de integración; integración por partes, fórmulas integrales recurrentes; sustitución trigonométrica e hiperbólica, otras sustituciones; integrandos racionales y racionalizables, fracciones parciales. Métodos numéricos y aproximaciones; integración numérica, método de Simpson; aproximación de Taylor, estimación del error; formas indeterminadas, integrales impropias; orden de magnitud de funciones, la notación O. Secuencias y series; secuencias numéricas, convergencia y divergencia; secuencias monótonas, criterio de Cauchy; series numéricas, convergencia y divergencia, series de términos no-negativos; la serie geométrica, la serie armónica, pruebas de comparación; otras pruebas: integral, raíz y cociente; construcción de e y pi; series de potencias, radios de convergencia; integración y derivación de una serie término a término; serie de Taylor, series de funciones elementales. Bibliografía: Thomas and Finney, Calculus. Addison Wesley. 11 CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL III Tipo: Prerrequisitos: Clave: MAT-14102 Créditos: 9 curricular MAT-14201 y MAT-14101 Objetivo: Extender el estudio del cálculo a las funciones de varias variables y a los campos vectoriales. Los principales temas estudiados son gráficas, continuidad, diferenciación, optimización clásica e integración. Temática: Funciones de varias variables; conjuntos de puntos en Rn, curvas y regiones, vecindades, interior y frontera, conjuntos abiertos y cerrado; funciones de Rn en R; dominios, álgebra básica de funciones; gráficas, trazas y curvas de nivel; composición de funciones (diversos casos); límites y continuidad; álgebra de límites; teoremas básicos de continuidad. Derivadas parciales; definición, interpretación geométrica; existencia de derivadas y continuidad; reglas básicas de derivación; cambio en el orden de derivación; derivación de funciones compuestas; estudio de funciones sobre curvas. Diferenciales; diferenciabilidad; derivada direccional; gradiente y plano tangente; diferencial y total. Funciones implícitas. Optimización clásica. Integración múltiple. Integral de línea. Bibliografía: Cálculo vectorial, Mardsen , Addison Wesley. GEOMETRÍA ANALÍTICA I Tipo: Prerrequisitos: Clave: MAT-14200 Créditos: 8 curricular MAT-14001 Objetivo: Presentación de los conceptos de vectores y espacios vectoriales y su aplicación en la descripción de distintos lugares geométricos en el plano. De igual modo se incluyen otras representaciones de esos y otros lugares geométricos en forma paramétrica y polar identificando las ventajas y desventajas de cada representación, así como algunas de sus principales representaciones. Temática: Vectores en plano, producto punto. Rectas en el plano, lugar geométrico, definición de recta, sistemas lineales de dos variables. Cónicas en el plano, círculo, parábola y cónicas centrales. Curvas paramétricas. Coordenadas polares, representación polar del plano, gráficas de ecuaciones polares. Bibliografía: Lehman, C.H. “Geometría Analítica” UTEHA. 12 GEOMETRÍA ANALÍTICA II Tipo: Prerrequisitos: Clave: MAT-14201 Créditos: 8 Curricular MAT-14200 Objetivo: Introducción al curso de álgebra Lineal en el que se continúa con conceptos de espacio vectorial, dependencia lineal y bases. Se extiende el estudio de vectores y rectas a R3 y a Rn y se trabajan planos e hiperplanos. Se introducen métodos de solución de sistemas de ecuaciones lineales. Se estudia la teoría de matrices y de transformaciones y se inicia el estudio de formas cuadráticas. Temática: Vectores, rectas y planos en el espacio, vectores y puntos en R3, rectas en R3, planos en R3. Sistemas de ecuaciones. álgebra de matrices, notación y álgebra básica, notación matricial en sistemas de ecuaciones. Determinantes. Aplicaciones de matrices y sistemas de ecuaciones. Transformaciones y cambios de coordenadas en R2. Superficies. Bibliografía: S.I. Grossman, “álgebra Lineal con Aplicaciones” McGraw Hill ALGEBRA SUPERIOR I Tipo: Prerrequisitos: Clave: MAT-14300 Créditos: 8 curricular MAT-14001 Objetivo: Esta materia da las bases algebraicas y de matemática discreta necesarias para una mejor comprensión y una formación sólida en matemáticas. Los temas que se estudian son: Conjuntos, notación operaciones y propiedades. Relaciones su representación y propiedades. Gráficas dirigidas. Funciones, funciones inyectivas y suprayectivas, composición de funciones. Principio de Inducción. Principios básicos de conteo: Cardinalidad, Permutaciones y Combinaciones, Principio de las casillas, Principio de inclusión y exclusión. Los números enteros, estructura, divisibilidad y congruencias. Temática: Conjuntos, relaciones y funciones. Conjuntos; operaciones con conjuntos; inducción matemática; relaciones, dominio e imagen de una relación; funciones. Principios básicos de Conteo. Cardinalidad; permutaciones y combinaciones; principio de inclusión y exclusión. Los números enteros; relaciones de equivalencia, anillo de los números enteros; inducción divisibilidad,; congruencias. Bibliografía: Grimaldi, Ralph. Matemática discreta y combinatoria. 13 ÁLGEBRA SUPERIOR II Tipo: Prerrequisitos: Clave: MAT-14301 Créditos: 8 curricular MAT-14300 Objetivo: Esta materia complementa álgebra Superior I en las bases algebraicas y de matemática discreta. Temática: Los temas tratados son: introducción a estructuras algebraicas: grupos, anillos, campos, etc. Números complejos: operaciones, propiedades, representación geométrica de lsa operaciones y raíces n-esimas. Anillos de polinomios: operaciones, estructura y divisibilidad, raíces de polinomios, polinomios irreductibles. Principio de inclusión-exclusión, desórdenes totales. Funciones generadoras: serie de potencias, función generadora ordinaria y función generadora exponencial y sus aplicaciones a conteo. Relaciones de recurrencia. Bibliografía: Grimaldi, Ralph. Matemática discreta y combinatoria. ÁLGEBRA LINEAL Tipo: Prerrequisitos: Clave: MAT-14310 Créditos: 8 curricular MAT-14201 y MAT-14301 Objetivo: En este curso se estudia la estructura algebraica de los espacios vectoriales sobre un campo arbitrario y se discuten algunas aplicaciones, en particular a los sistemas de ecuaciones lineales (descomposición LU) y la diagonalización de las matrices. También se introducen las nociones de espacio con producto interior y formas cuadráticas. Temática: Espacios vectoriales. Transformaciones lineales. Sistemas de ecuaciones lineales. Valores y vectores propios. Espacios con producto interior. Bibliografía: Friedgerg, S. Insel, A. Spence, L. “álgebra Lineal”, Publicaciones Cultural, S.A. CÁLCULO NUMÉRICO I Tipo: Prerrequisitos: Clave: MAT- 14400 Créditos: 7 Curricular MAT-14102 y MAT-14310 y COM-11302 Objetivo: En esta materia se le enseña al alumno los tipos de problemas que requieren técnicas numéricas para su solución. Aprenderá a evaluar y analizar diferentes métodos numéricos explicando por qué y cuándo se espera qué funciones, identificará cuándo se puede acelerar la convergencia y será capaz de estimar la precisión en los métodos (Errores). Temática: Se estudia: Interpolación y Aproximación Polinómica. Análisis de Error. Solución de Ecuaciones. Integración Numérica. Integración de Ecuaciones Diferenciales Ordinarias. Sistemas de Ecuaciones Lineales. Número de Condición. Bibliografía: R. Burden, J. Faires. “Numerical Analysis” . PWS COMPANY 14 LA CIENCIA HOY Créditos: 6 Tipo: Prerrequisitos: Clave: MAT-14700 optativa ninguno Objetivo: Dar un panorama del conocimiento científico contemporáneo con el fin de: i) integrarlo a otros aspectos de la cultura actual y ii) situar su contribución a la configuración del mundo de hoy. Temática: PRIMERA PARTE. EL CONOCIMIENTO CIENTÍFICO: Lo grande del Universo: Descripción general. Las estrellas. Las galaxias y otros objetos masivos. Nuestro Planeta: El sistema planetario solar. Estructura e historia de la Tierra. La atmósfera, los océanos y el clima. La vida en la Tierra: La estructura molecular de la vida. El origen de la vida en la Tierra. La evolución biológica. La especie humana: La evolución humana. El comportamiento social. La mente y el cerebro. La naturaleza de la materia: El atomismo actual y la física cuántica. Las partículas fundamentales y sus interacciones. Núcleos, átomos y moléculas. La evolución cósmica: El origen del Universo. La evolución del Universo. Hacia una cosmovisión científica. SEGUNDA PARTE. EL MUNDO QUE HEMOS HECHO: Algunas conferencias sobre los siguientes temas: Los alimentos y la alimentación. La salud. La ecología. Los materiales. La energía y los energéticos. Las comunicaciones. La información. La computación. La automatización y la robótica. CONCLUSIÓN: Hacia el futuro. OPTIMIZACIÓN Créditos: 8 Tipo: Prerrequisitos: Clave: MAT-22211 optativa para ECO excepto para el área teoría Económica MAT-12210 Objetivo: El curso comprende una introducción general a la teoría matemática de la optimización y su aplicación en modelos económicos, tanto de tipo estático como dinámico. Se presentan las nociones fundamentales del análisis convexo necesarias para su estudio. Se hace énfasis en la dualidad y en su interpretación en distintos modelos económicos. Asimismo se presentan los elementos de la teoría de optimización dinámica y control óptimo utilizados actualmente en modelos dinámicos de economía. Temático: Optimización estática. Optimización diferenciable. Elementos de análisis convexo. Optimización con restricciones. Optimización dinámica. Elementos del cálculo de variaciones. Teoría del control óptimo. Programación dinámica. Optimización dinámica estocástica. Bibliografía: Chiang, Alpha. Métodos Fundamentales de Economía Matemática (McGraw-Hill). 15 ANÁLISIS MATEMÁTICO I Créditos: 6 Tipo: Prerrequisitos: Clave: MAT-24110 Curricular MAT-14102 Objetivo: El objetivo de este curso es el de presentar de manera rigurosa los conceptos básicos del análisis. Se estudian con detalle a los números reales, la convergencia de sucesiones, la compacidad, la conexidad y la preservación de estas propiedades bajo funciones continuas. Asimismo se introducen todas estas propiedades en R p y en espacios métricos más generales. Temática: LOS NÚMEROS REALES: Conjuntos Finitos, Conjuntos Numerables y No Numerables. Conjuntos Equivalentes. No Numerabilidad de (0,1). Axioma del Supremo. Propiedad Arquimediana. Densidad en R de Diversos Subconjuntos. El Principio de los Intervalos Cerrados Anidados. El Conjunto de Cantor. TOPOLOGIA EN R p Y EN ESPACIOS MÉTRICOS: El Espacio Cartesiano R p . Nociones topológicas en R p . El principio de las Celdas Cerradas Anidadas. El Teorema de Bolzano-Weierstrass. Espacios métricos más generales. Conexidad. CONVERGENCIA Y COMPACIDAD: Sucesiones, subsucesiones. El Teorema de Convergencia Monótona. Sucesiones de Cauchy y Completez de R p . Convergencia en espacios métricos. Compacidad por Sucesiones y Compacidad. FUNCIONES CONTINUAS: Propiedades Locales de Funciones Continuas, Clasificación de Discontinuidades. Propiedades Globales de Funciones Continuas. Preservación de la Compacidad y de la Conexidad. Continuidad Uniforme y Teoremas de Punto Fijo. Bibliografía: BARTLE, R.G. “The Elements of Real Analysis”. 2da. Edition Wiley (1976) ANÁLISIS MATEMÁTICO II Créditos: 6 Tipo: Prerrequisitos: Clave: MAT-24111 Curricular MAT-24110 y MAT-14310 Objetivo: Este es un curso terminal de la serie de los cálculos y los análisis. Se estudian los teoremas de aproximación, las series de Fourier y la integral de Reimann Stieljes. Este es uno de los últimos cursos teóricos fuertes antes de empezar con las aplicaciones. Temática: TEORÍA DE APROXIMACIÓN: Polinomios de Bernstein. Teorema de Weierstrass. Polinomios de Tchevyshev. Aproximación de funciones periódicas. Teoremas de Stone y Stone-Weierstrass. Teorema de extensión de Tietze. Familias Equicontínuas. ANÁLISIS DE FOURIER: Sistemas Ortonormales. Coeficientes de Fourier. Polinomios de Legendre. Serie de Fourier Clásica. 16 Convergencia en media cuadrática. Convergencia de Series de Fourier. Lema de Riemann-Lebesgue. Convergencia puntual y uniforme. Teorema de Féjer. TEORÍA DE INTEGRACIÓN: Integral de Riemann-Stieltjes. Integración por partes. Modificación de la integral. Teoremas del valor medio. Aplicaciones a Teoría de Probabilidad. Integrales impropias VARIABLE COMPLEJA Créditos: 6 Tipo: Prerrequisitos: Clave: MAT-24120 optativa para MAT MAT-24110 y MAT-14102 Objetivos: El objetivo de esta materia es dar al alumno los conocimientos básicos de la teoría de funciones analíticas. Empezando con la definición de derivada en el campo de los números complejos, se introducen las ecuaciones de CauchyRiemann y los ejemplos más importantes de funciones analíticas. Cubre el teorema de Cauchy, series de potencias, series de Laurent y cálculo de residuos. Temática: FUNCIONES ANALÍTICAS: Números complejos. Funciones elementales. Funciones continuas. Funciones analíticas. Diferenciación de funciones elementales. TEOREMA DE CAUCHY: Integrales de línea. Teorema de Cauchy. Fórmula integral de Cauchy. Teorema del módulo máximo y funciones armónicas. REPRESENTACIÓN EN SERIES DE FUNCIONES ANALÍTICAS: Series convergentes de funciones analíticas. Series de potencias y el Teorema de Taylor. Series de Laurent, clasificación de singularidades. CÁLCULO DE RESIDUOS: Cálculo de residuos. Teorema del residuo. Evaluación de integrales. Evaluación de series infinitas. Expansión en fracciones parciales. APLICACIONES: La transformada de Laplace en el plano complejo. Bibliografía: J. E. Marsden, M. J. Hoffman. Variable Compleja. Editorial Trillas SISTEMAS DINÁMICOS I Créditos: 6 Tipo: Prerrequisitos: Clave: MAT-24210 Curricular MAT-14102 y MAT-14310 Objetivo: Primer curso en ecuaciones diferenciales ordinarias. Cubre los métodos analíticos básicos de solución de ecuaciones: separación de variables, variación de parámetros, ecuaciones exactas, etc. Se estudian los teoremas de existencia y unicidad, los sistemas lineales de ecuaciones con coeficientes constantes y algunos métodos numéricos elementales. Temario: Introducción. Ecuaciones de Primer Orden. Existencia y unicidad. Ecuaciones Lineales y de orden mayor que uno. Sistemas Ordinarios de Primer Orden. 17 Bibliografía: M. Braun. “Diferential equations and their applications” SpringerVerlag SISTEMAS DINÁMICOS II Créditos: 6 Tipo: Prerrequisitos: Clave: MAT-24211 Curricular MAT-24210 Objetivo: Este curso está dirigido a estudiantes avanzados de matemáticas y actuaría. El propósito central es el estudio de la Teoría Cualitativa de las ecuaciones diferenciales ordinarias. Comenzando con la idea de que una ecuación diferencial define un flujo en el espacio de estados se estudian problemas de estabilidad y generecidad. Finalmente se modelan problemas en ecología, mecánica y economía. Temática: Ecuaciones de Segundo Orden, series de potencias y funciones especiales, otras aplicaciones. Ecuaciones Diferenciales y Cálculo Variacional, problemas de Sturm-Liouville, problemas variacionales. Interconexión de sistemas dinámicos. Bibliografía: J. Edwards. “Differential Equations” PROGRAMACIÓN LINEAL Créditos: 6 Tipo: Prerrequisitos: Clave: MAT-24410 Curricular MAT-14400 Objetivo: En esta materia se estudia el problema de optimizar una función lineal, sujeta a restricciones de igualdades o desigualdades lineales. Los temas que se incluyen son: Propiedades básicas de los programas lineales. El método simplex. Dualidad. El algoritmo de Karmarkar. Temática: INTRODUCCIÓN: Motivación. Problemas prácticos. Historia de la Programación Lineal. PROPIEDADES DE UN PL. Soluciones básicas. El teorema fundamental. Convexidad. DUALIDAD. El dual de un PL. Teorema de dualidad. Condiciones de optimalidad de un PL. Complejidad. EL MÉTODO SIMPLEX, I: Aspectos básicos. Extremos adyacentes. Soluciones factibles. La forma estándar de un PL.. EL MÉTODO SIMPLEX, II: Aspectos numéricos. factorización LU. Actualización de la factorización LU. Degeneración. Proyecto 1. MÉTODOS POLINOMIALES, I: Aspectos básicos. Barrera logarítmica. La trayectoria central. Métodos primales-duales. El algoritmo de Newton. MÉTODOS 18 POLINOMIALES, II: Aspectos numéricos. Convergencia Superlineal. Proyecto 2. El algoritmo de Mehrotra. Bibliografía: R. Fletcher. Practical Methods of Optimization, 2nd Edition, J. Wiley, Chichester, 1987. ANÁLISIS APLICADO I Créditos: 6 Tipo: Prerrequisitos: Clave: MAT-24430 curricular MAT- 24410 y MAT-24110 Objetivo: En Varias disciplinas, tanto científicas como prácticas, es necesario resolver problemas que se pueden formular de la siguiente manera: minimizar f x f : R n R, en donde f es llamada la función objetivo. Un caso interesante es el siguiente: resolver sistemas inconsistentes de ecuaciones no lineales de la forma F x 0, F : R n R m , m n. Este problema ocurre cuando se ajusta el vector de parámetros x de un cierto modelo matemático. El sistema (2) establece que la diferencia entre el vector de observaciones y el vector de predicciones realizadas por el modelo , debe de ser cero. Esta condición es normalmente imposible de satisfacer, de modo que se acepta un error entre predicciones y observaciones con tal que su magnitud sea mínima en algún sentido. En este caso el problema de optimización que resulta es el siguiente: 2 1 minimizar f x F x , en donde es frecuentemente la norma-2. 2 El primer objetivo de este curso es introducir al estudiante en los conceptos básicos de la teoría de optimización, así como la aplicación de éstos a la generación de algoritmos útiles en problemas aplicados. Como segundo objetivo, el curso pretende poner en contacto al estudiante con el funcionamiento computacional de los algoritmos más difundidos. Finalmente, y no por esto menos importante, una parte del curso está dedicada a ejercitar la capacidad de análisis para interpretar resultados numéricos desde un punto de vista teórico-práctico. Temática: Fundamentos I. Normas de matrices. Factorización de matrices. Matrices positivas definidas. Valores propios. Series de Taylor. Modelos cuadráticos. Convergencia. Fundamentos II. Condiciones de optimalidad para problemas sin restricciones. Condiciones de primer orden. Condiciones de segundo orden. Método de Newton, I. Sistemas de ecuaciones no lineales. Método de Newton. Convergencia local. Aproximación de la Jocobiana por diferencias finitas. Método de Newton para problemas de optimización sin restricciones. Método de Newton, II. Convergencia global. Direcciones de descenso. Condiciones de descenso suficiente. Búsqueda lineal. Región de confianza. Proyecto 1. Métodos Cuasi-Newton. Modificaciones. La actualización Davidon-Fletcher-Powell. Familia de Broyden. Memoria limitada. Proyecto 2. 19 OPTIMIZACIÓN NUMÉRICA I Créditos: 7 Tipo: Prerrequisitos: Clave: MAT-24431 Curricular MAT-14400 y MAT-24430 Objetivo: En numerosas aplicaciones, tanto científicas como prácticas, es necesario resolver problemas que se pueden formular de la siguiente manera: minimizar f x f : D R n R. El primer objetivo de este curso es familiarizar al estudiante con los aspectos básicos de la teoría de optimización, así como con el uso de estos principios para obtener algoritmos útiles en problemas aplicados. Como segundo objetivo, el curso pretende poner en contacto al estudiante con el funcionamiento computacional de los algoritmos más difundidos. Temática: FUNDAMENTOS: Normas de matrices. Factorización de matrices. Matrices positivas definidas. Valores propios. Series de Taylor. Modelos cuadráticos. Convergencia. Condiciones de optimalidad para problemas sin restricciones. MÉTODO DE NEWTON, I: Sistemas de ecuaciones no lineales. Método de Newton. Convergencia local. Aproximación de la Jocobiana por diferencias finitas. Método de Newton para problemas de optimización sin restricciones. MÉTODO DE NEWTON, II: Convergencia global. Direcciones de descenso. Búsqueda lineal. Región de confianza. MÉTODOS DE DIRECCIONES CONJUGADAS: Gradiente conjugado no lineal. Variantes. (Fletcher-Reeves, Polak-Ribiere). MÉTODOSCUASI-NEWTON: Modificaciones. La actualización Davidon-Fletcher-Powell. Familia de Broyden. Memoria limitada. Bibliografía: M.S. Bazaraa H.D. Sheraly And C.M. Shetty, "Nonlinear Programming. Theory and Algorithms", 2nd Edition, John Wiley & Sons, New York, 1993. INVESTIGACIÓN DE OPERACIONES I Créditos: 7 Tipo: Prerrequisitos: Clave: MAT-24500 Curricular MAT-24410 Objetivo: En este curso se estudian modelos y métodos de decisión bajo certeza. Los temas que se incluyen son: Gráficas y Redes. Los problemas de transporte y asignación. Programación entera. Programación dinámica. Temática: GRÁFICAS Y REDES: Gráficas y algoritmos. El problema de la ruta más corta. El problema del árbol generador de costo mínimo. El problema de flujo máximo en una red. Redes de proyectos: PERT-CPM. LOS PROBLEMAS DE TRANSPORTE Y ASIGNACIÓN: El problema de transporte. El método simplex para el problema del transporte. El problema de asignación. El método húngaro para el problema de asignación. El problema del trasbordo. PROGRAMACIÓN LINEAL ENTERA: Formulación de problemas de Programación Lineal Entera. Métodos de planos de corte. Método de ramificación y acotamiento. Enumeración implícita uno-cero. PROGRAMACIÓN DINÁMICA: Características de los problemas de programación dinámica. El problema de la diligencia. El problema de la mochila. Un problema de inventarios. 20 Bibliografía: Hillier, F.S. y Lieberman, G.J., "Introducción a la Investigación de Operaciones" Editorial McGraw-Hill, México, 1997. MAT. APLICADAS A CIENCIAS ECO. Créditos: 6 Tipo: Clave: MAT-24620 optativa Objetivo: Introducir al análisis dinámico mediante el estudio de las ecuaciones diferenciales, y ecuaciones en diferencia haciendo énfasis en el análisis cualitativo. Dar los elementos de optimización dinámica en tiempo continuo mediante el estudio del cálculo en variaciones e introducir la teoría de control. Cubrir las técnicas básicas de la programación dinámica para los problemas en tiempo discreto. Temática: Ecuaciones Diferenciales. Ecuaciones en Diferencia. Cálculo en Variaciones. Introducción a la Teoría de Control. Programación Dinámica en tiempo discreto. Bibliografía: Mathematical Methods for Economics. M. Klein. Addison – Wesley, 1997.