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Métodos Numéricos: cómo usar MATLAB

El programa MATLAB es un software matemático orientado al uso de matrices y vectores, aunque su utilidad es mucho mas amplia. En esta entrada:


Análisis III: Transformada de Laplace

De los últimos temas de Análisis III.

Apuntes
Videos (Khan Academy)



Cómo calcular la Transformada de Laplace en Wolfram Alpha

  • Podemos poner "Laplace Transform", seguido de la función en cuestión.

Ej: Laplace transform x^3, queda

y el resultado

  • Otra forma es escribir "LT" seguido de la función.

Ej; LT e^t sin 2t, queda
y el resultado

  • Si escribimos "L integral transform" wolfram nos ofrece una serie de pasos: escribir la función, la variable inicial y la final. Vea el enlace.
  • Para las transformadas inversas escribimos "inverse Laplace transform" y la función.

Ej: inverse Laplace transform 1/(s^2+1)
queda 

Análisis III: Transformada de Fourier

Una de las aplicaciones más importantes en el análisis complejo.

Apuntes

Videos








Cómo calcular la Transformada de Fourier en WolframAlpha

Para una función cualquiera, escribimos Fourier transform ( f (z) ), siendo f (z) la fórmula de la misma.

Ej, la transformada de Fourier de e^(-x^2) se escribe

Fourier transform exp(-x^2)

queda


siendo el resultado

Análisis III: Series de Fourier

Uno de los tipos de series más relevantes por sus aplicaciones a la física.

Apuntes


Para ver cómo calcular Series de Fourier en WolframAlpha siga este enlace

Videos







Análisis III: Integrales impropias

Las integrales impropias son muy frecuentes en varios campos de la matemática, sobre todo en la estadística y el análisis matemático. Pueden darse en funciones de todo tipo; univariables, multivariables, complejas y demás.

Apuntes

Integrales impropias simples
Integrales impropias múltiples (dobles, triples)
Videos




Cómo calcular integrales impropias en WolframAlpha

Se escriben igual que las integrales comunes. Colocamos "integrate from a to b" y la fórmula de la función, siendo a y b los extremos de integración. En estos casos a y b pueden ser infinito, menos infinito o un número cualquiera. Si a o b son infinito, escribimos la palabra "infinite"; si son menos infinito, ponemos "-infinite". 
Estas integrales pueden calcularse para:

Funciones de una variable real f : R --> R
ej;
integrate from -infinite to infinite, 1/(x^2 + 1)


Funciones de variable compleja f : C --> C
ej;
integrate from 1 to infinite, i/(z^2)

Funciones de varias variables reales f : R^n --> R
ej;
int (1/(x*y)^(1/3)) dx dy, x = 0 to 1, y= 0 to 1

Análisis III: integración compleja

Tema central de la materia, indispensable para los temas posteriores.

Apuntes
Cómo integrar funciones complejas en WolframAlpha

La integración de funciones f : C --> C es muy similar a la de funciones reales de forma f : R --> R. 
Dado que las integrales no dependen del camino realizado (las mismas son integrales de línea en C), sólo debemos colocar la función y los puntos extremos. Además hay que escribir la variable de la función con la letra "z"; así wolfram la interpreta como un número complejo.

Integrales indefinidas

Escribimos "integrate" seguido de la fórmula de la función
Ej; la integral de f ( z ) = e^z se escribe
integrate e^z
y queda

Integrales definidas

Escribimos "integrate", luego la fórmula y finalmente el intervalo "from a to b", siendo a y b los extremos de la integral.
ej, la integral de f ( z ) = 2 z desde i hasta 5 se escribe
integrate 2z from i to 5
quedando

Acerca de Análisis matemático III

Esta rama de las matemáticas trata sobre el análisis de funciones de variable compleja. Es una materia más específica de las ciencias e ingeniería, dada su gran aplicación a la física y electrotecnia.

Análisis III por universidad
Libros y apuntes recomendados
Otras entradas

    Análisis I: acerca de límites

    El concepto de límite es el más fundamental en la introducción al cálculo y da lugar a otros tales como derivadas e integrales.

    Apuntes
    • "Limit": WolframMath World
    • Capítulo I, "Cálculo", Larson
    • Apunte I y II, UCA
    • Apunte, Sociedad Andaluza de Educación Matemática Thales
    • Apunte, Universidad autónoma Metropolitana
    • Apunte, Instituto de Tecnologías Educativas
    • Apunte, Lamar University 
    • Apunte, UNAM
    • Apunte, Universidad Nacional de Córdoba
    • Apunte, Scribd.com
    Ejercicios


    Cómo calcular límites en Wolfram Alpha

    Para una función f ( x )

    El límite de f ( x ) tendiendo a un número x = a , se escribe:

    limit  f ( x ) as x -> a

    ej;  limite de f ( x ) = 3x^2 - 2 cuando x = 3

    limit 3x^2 - 2 as x -> 3


    queda


    Para una función de dos variables  f ( x , y )

    El límite de una función f ( x , y ) tendiendo a un número X = ( a , b ), con x = a, y = b, se escribe:

    limit f ( x , y ) as x -> a, y-> b

    ej: limite de f ( x , y ) = x / (x^2 + y^2)^(1/2) en ( 0 , 0 ):

    limit x / (x^2 + y^2)^(1/2) as x -> 0, y-> 0

    queda:

    con el resultado:

    Para funciones con más variables se calcula de manera análoga a las funciones de dos variables.

    Videos (Khan Academy)






    Libros sugeridos

    Aquí les dejo una lista de libros para el estudiante. Cada uno abarca determinados temas según su nivel, modalidad y profundidad, por eso son recomendados para diferentes cursos. Los links para verlos están sobre los títulos. Los invito a que los lean y los disfruten. 
    Al final de la entrada se encuentran links de páginas de cátedra de las materias, en diversas universidades. 

    INTRODUCCIÓN AL ÁLGEBRA Y CÁLCULO















    CIENCIAS ECONÓMICAS





      







    CÁLCULO ELEMENTAL, ANÁLISIS I















    ÁLGEBRA

    Álgebra Lineal, Licenciatura en Ciencias Matemáticas UBA, Jeronimo, Sabia y Tesauri



    Álgebra y Geometría Analítica, Universidad Tecnológica Nacional (UTN)

    Ejercicios para Final, UTN











    Álgebra lineal, de Stanley Grossman










    Algebra I, Armando Rojo (en español)









    Apuntes del Prof. Stephen Boy, Stanford University


    CÁLCULO VECTORIAL

    Apunte Análisis II, UTN


    Exámenes finales y parciales, Análisis II