P PR RO OG GR RA AM MA AS SD DE E:: C CIIE EN NC CIIA AS SB BÁ ÁS SIIC CA AS SE E IIN NG GE EN NIIE ER RÍÍA AS S D E P A R T A M E N T O D E M A T E M Á T I C A S Y E S T A D Í S T I C A DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICAS Y ESTADÍSTICA C CO ON NT TE EN NIID DO OS SP PR RO OG GR RA AM MÁ ÁT TIIC CO OS SP PO OR RU UN NIID DA AD DE ES SD DE EA AP PR RE EN ND DIIZ ZA AJJE E Curso: Teórico: Práctico: Álgebra Lineal Crédito: 3 Horas Presénciales: 64 Horas Trabajo Estudiante: 80 Semestre: II Código: 0408094 Requisito: Fundamentos Matemáticas I Correquisito: JJJU U S T F C A C Ó N US ST TIIIF FIIIC CA AC CIIIÓ ÓN N El álgebra lineal se ha convertido, sin lugar a discusión, en una parte integrante de los conocimientos de matemáticas, necesarias en la modelación y solución de problemas cotidianos en campos tan diversos del conocimiento como las ingenierías, la pedagogía, las ciencias básicas, economía, administración y la sociología, así como la estadística y la matemática pura. Es por tanto que queda justificado el estudio de al menos un curso de álgebra lineal básica, dirigido a estudiantes de las áreas antes mencionadas. O O B E T V O S D E L A A S G N A T U R A OB BJJJE ET TIIIV VO OS SD DE EL LA AA AS SIIIG GN NA AT TU UR RA A Objetivo General. Presentar a los estudiantes algunos conceptos básicos y resultados importantes del álgebra lineal, para que ellos se apropien de esos conocimientos y técnicas para que los apliquen en la solución de problemas de su área de interés. Objetivos Específicos. Dar a conocer, mediante una serie de ejemplos, a los estudiantes la importancia del álgebra lineal en su área de desempeño. Orientar a los estudiantes en el proceso de aprendizaje de los conocimientos teóricos y las técnicas utilizadas en la solución y construcción de problemas propios del álgebra lineal y de aplicación en otras áreas del conocimiento. Orientar a los estudiantes en el proceso de aprendizaje de los conocimientos teóricos del álgebra matricial. Orientar a los estudiantes en el proceso de aprendizaje de los conocimientos teóricos de la teoría de espacios vectoriales. C C O M P E T E N C A S CO OM MP PE ET TE EN NC CIIIA AS S Al terminar el curso, el estudiante estará en capacidad de: Conocer las operaciones con matrices y utilizarla para la solución de problemas matemáticos y de ingeniería. Construir y solucionar modelos matemáticos de tipo ingenieril, físico y/o matemático determinado por el Álgebra Lineal. Aplicar las técnicas principales de solución de ecuaciones diferenciales. Utilizar el computador como herramienta para graficar y resolver problemas que involucran ecuaciones diferenciales. U U N D A D E S D E A P R E N D Z A E UN NIIID DA AD DE ES SD DE EA AP PR RE EN ND DIIIZ ZA AJJJE E Unidad de aprendizaje N° 1. SISTEMAS DE ECUACIONES LINEALES Y MATRICES Sistemas de ecuaciones lineales de m incógnitas y n variables. Eliminación de Gauss- Jordán. Sistemas homogéneos de ecuaciones. Vectores y matrices. Productos vectorial y matricial. Matrices y sistemas de ecuaciones lineales. Inversa de una matriz cuadrada. Transpuesta de una matriz. Matrices elementales e inversas. Unidad de aprendizaje N° 2. DETERMINANTES. Definiciones. Propiedades de los determinantes. Determinantes e inversas. Unidad de aprendizaje N° 3. ESPACIOS VECTORIALES. Definición y propiedades básicas. Subespacios. Combinación lineal y espacio generado. Independencia lineal. Bases y dimensión. Rango, nulidad, espacio fila y espacio columna de una matriz. Cambio de base. Bases ortonormales y proyecciones. Unidad de aprendizaje Nº 4. TRANSFORMACIONES LINEALES. Definición y ejemplos. Propiedades de las transformaciones lineales. Imagen y núcleo de una transformación lineal. Representación matricial de una transformación lineal. Isomorfismos. Isometrías. Unidad de aprendizaje N° 5. VALORES Y VECTORES PROPIOS Valores y vectores propios Matrices semejantes y diagonalizaciòn. Matrices simétricas y diagonalización ortogonal. Forma canónica de Jordan. M M E T O D O L O G A ME ET TO OD DO OL LO OG GÍÍÍA A Este curso se desarrollará básicamente mediante la docencia directa y el trabajo independiente por parte del estudiante, como se describe a continuación: Docencia Directa: Clases magistrales, conferencias, talleres, tutorías y otros. Trabajo independiente del estudiante: Lecturas, realización de talleres, solución de problemas, preparación de exposiciones, realización de investigaciones, revisión bibliográfica y otros. E E V A L U A C Ó N EV VA AL LU UA AC CIIIÓ ÓN N De acuerdo con el reglamento estudiantil vigente en la Universidad de Córdoba, cada nota parcial se tomará de la siguiente manera: Trabajo y/o talleres Exámenes cortos Examen acumulativo 30% 30% 40 % La nota definitiva se obtiene haciendo el promedio aritmético de las notas parciales. T T E X T O G U A TE EX XT TO OG GU UÌÌÌA A GROSSMAN, Stanley. Algebra lineal, Sexta Edición, Editorial McGraw Hill, México 2004. B B B L O G R A F A BIIIB BL LIIIO OG GR RA AF FÍÍÍA A POOLE, David. Algebra lineal con aplicaciones, Internacional Thomson Editores, México 2004. FLOREY, Francis. Fundamentos de Álgebra Lineal y Aplicaciones. Englewood Cli¤s, N.J: Prentice Hall, 1980. KOLMAN, Bernard y HILL, David. Álgebra Lineal. Octava edición. México: PearsonPrentice Hall., 2006. LAY, David. Álgebra Lineal y sus Aplicaciones. Segunda edición. México: Prentice Hall, 2001. NAKOS, George y Jonier, David. Álgebra Lineal con Aplicaciones. México: Editorial Thomson, 1999. STRANG, Gilbert. Álgebra Lineal y sus Aplicaciones. México: Fondo Educativo Interamericano, 1982. PLANEACIÓN ACADÉMICA ALGEBRA LINEAL La columna de las secciones que se detallan a continuación corresponden al texto guía: GROSSMAN, Stanley. Algebra lineal(Sexta Edición), editorial Mc Graw Hill, México 2004. CLASE 1 SECCIÓN 1.3 2 3 4 1.4 1.5 1.6 5 6 7 8 1.6 1.7 1.8 1.9 9 10 1.10 2.1 11 12 13 14 2.2 1.3 hasta 2.1 4.1 4.2 15 4.3 16 17 18 19 4.3 4.4 4.5 4.6 19 4.6 20 21 22 23 24 4.7 4.8 4.8 4.9 2.2 hasta 4.8 4.9 5.1 25 26 26 27 5.2 5.3 ACTIVIDADES A DESARROLLAR Sistemas de ecuaciones lineales, Eliminación de Gauss-Jordán y Eliminación Gaussiana. Sistemas homogéneos de ecuaciones Vectores y matrices Taller Nº 1 de las secciones 1.3 y 1.4 (1 hora) Producto vectorial Producto matricial y propiedades Matrices y sistemas de ecuaciones lineales. Inversa de una matriz cuadrada Quiz Nº 1 De la secciones 1.5 a 1.8 (1 hora) Transpuesta de una matriz(1 hora) Matrices elementales e inversas Definición de determinantes y fórmulas para calcularlos Propiedades de los determinantes PRIMER EXAMEN PARCIAL (2 horas) Introducción a los espacios vectoriales Definición y propiedades básicas de los espacios vectoriales Taller Nº 2 de la secciones 2.2 a 4.2 Subespacios vectoriales Ejemplos de algunos subespacios importantes Combinaciones lineales y espacio generado Independencia lineal Quiz Nº 2 de las secciones 4.3 a 4.5 (1hora) Bases y dimensión Ejemplos sobre las bases canónicas más importantes Rango, nulidad y espacios asociados a una matriz Cambio de bases Ejemplos sobre Matriz cambio de base Bases ortonormales y proyecciones. SEGUNDO EXAMEN PARCIAL (2 horas) Complemento ortogonal de un espacio Definición, ejemplos y propiedades de las transformaciones lineales Imagen y núcleo de una transformación lineal. Taller Nº 3 de las secciones 4.9 a 5.1 (1 hora) FECHA 28 29 5.4 5.4 30 6.1 Y 6.3 31 6.3 Y 6.4 32 4.9 hasta 6.3 Representación matricial de una transformación lineal Isomorfismos Quiz Nº 3 de las secciones 5.2 a 5.4 (1 hora) Ejemplos de isomorfismos y teoremas básicos Valores característicos, vectores característicos y matrices semejantes Diagonalización de matrices, matrices simétricas y formas canónicas de Jordan(opcional) TERCER EXAMEN PARCIAL (2 HORAS)