Materia	Carrera	Plan	Año	Periodo
Matemáticas Especiales	ING. MECATRÓNICA	Ord 22/12-10/22	2023	2° cuatrimestre
Matemáticas Especiales	ING. MECATRÓNICA	OCD Nº 19/22	2023	2° cuatrimestre

Docente	Función	Cargo	Dedicación
BARACCO, MARCELA NATALIA	Prof. Responsable	P.Adj Exc	40 Hs
ESPERANZA, JAVIER DIEGO	Prof. Colaborador	P.Adj Exc	40 Hs
ARDISSONE, GIULIANO	Auxiliar de Práctico	A.1ra Exc	40 Hs
BIANCIOTTI, VANINA	Auxiliar de Práctico	A.1ra Exc	40 Hs
BURGOS, NICOLAS RUBEN	Auxiliar de Práctico	A.2da Simp	10 Hs

Matemáticas Especiales se ubica en el segundo cuatrimestre del segundo año en el Plan de Estudios. Utiliza conocimientos previos de Análisis Matemático 1, Álgebra y Geometría Analítica (ambas de primer año) y de Análisis Matemático 2 (primer cuatrimestre del segundo año), emplea conceptos de fenómenos físicos con su aplicación para su interpretación. En este curso se desarrolla el tema Tensores, cuyo tratamiento matemático tiene aplicación en cursos específicos de la carrera, por ejemplo: determina la deformación que tiene un cuerpo sólido rígido cuando es sometido a una fuerza también permite determinar el momento de inercia de un cuerpo sólido (Eje) y en consecuencia la energía necesaria para mover un auto, locomotora, camión, etc. También se trabaja con Series de Fourier con el objeto de ser aplicado al solucionar modelos matemáticos que se representen mediante ecuaciones diferenciales parciales (se resuelven problemas de aplicación con diferentes condiciones que deben satisfacerse). Se estudian diferentes soluciones a las ecuaciones diferenciales ordinarias aplicando también el método de Transformadas de Laplace. Se trabaja con Análisis de Variable Compleja.
Todos los temas dados en el presente curso intentan dar fundamento teórico a fenómenos particulares propios de la ingeniería, donde los estudiantes no sólo puedan representarlos sino también analizarlos y determinar modelos simplificados de los mismos.
1.1. Identificar, formular y resolver problemas. Identificar y formular un problema para generar alternativas de solución, aplicando los métodos aprendidos. Se aplica en circuitos eléctricos, sistemas mecánicos, conducción de calor, ecuación de onda con condiciones de fronteras e iniciales
2.1. Utilizar y adoptar de manera efectiva las técnicas, instrumentos y herramientas de aplicación. Utilizar software genérico y específico y realizar programas sencillos en entornos de desarrollo. Utilizan GeoGebra, Matlab y Mathematica para visualización
2.3. Considerar y actuar de acuerdo con disposiciones legales y normas de calidad. Cumplir los requisitos y las condiciones de calidad del trabajo académico. En los parciales deben indicar, datos personales, cantidad de hojas, orden. Deben demostrar conocimiento al realizar procedimientos y/o verificación. Cumplir con tiempo establecido
2.6. Evaluar críticamente órdenes de magnitud y significación de resultados numéricos. Comprender y operar los modelos matemáticos necesarios para calcular, formular y resolver problemas de la especialidad. A lo largo de la asignatura los estudiantes deben analizar la coherencia de los resultados de diferentes modelos matemáticos
3.2. Comunicarse con efectividad en forma escrita, oral y gráfica. Expresar las propias ideas de forma estructurada e inteligible, interviniendo con relevancia y oportunidad tanto en situaciones de intercambio, como en más formales y estructuradas. Al entregar los parciales debe tener un cierto orden, letra legible, usar simbología adecuada. En los orales deben expresarse con lenguaje adecuado (propio de la asignatura), expresar las ideas con claridad. Demostrar conocimiento del tema al realizar cambios de registro (coherencia entre el desarrollo gráfico y analítico) Comunicar correcta y claramente lo que se solicita en escritos breves con utilización de texto y gráficos.
3.5. Aprender en forma continua y autónoma. Incorporar los aprendizajes propuestos por los expertos y mostrar una actitud activa para su asimilación. Se les proporciona material de estudio en PDF, videos y libros de consulta
COMPETENCIAS GENÉRICAS - APORTE AL PERFIL DE EGRESO EN EL NIVEL DE DOMINIO DE TA Y CO
1.1. Identificar, formular y resolver problemas. Identificar y formular un problema para generar alternativas de solución, aplicando los métodos aprendidos y utilizando los conocimientos, técnicas, herramientas e instrumentos de las ciencias y tecnologías básicas. Deben aplicar conceptos de Series de Fourier, Transformadas de Laplace para calcular la temperatura en una barra conductora de calor, previo a un modelado matemático en derivadas parciales. Análisis del modelo matemático de la deflexión de una cuerda u onda electromagnética en derivadas parciales y cálculo de la deflexión para cualquier posición y tiempo, sujeta en los extremos. Se deducen ecuaciones diferenciales para circuitos RL, RC y RLC aplicando las leyes de Kirchhoff y se calculan las soluciones utilizando el método de la Transformada de Laplace y EDO (de manera análoga para resolver un sistema mecánico utilizando las Leyes de Newton).

Resultados de Aprendizaje:
1- Interpretar ´Vectores y Tensores. Aplicar conceptos en materias específicas de la carreras. Disciplinaria: Utilizar conceptos de Álgebra lineal (matrices, vectores, operaciones)
2- Identificar EDO y EDP. Aplicar métodos adecuados para la resolución. Contexto: Situaciones problemáticas de ingeniería
3- Resolver Situaciones problemáticas en un contexto real (Conducción del calor, potencial electrostático, flujo de fluidos, teoría de circuitos, ecuación de onda) Aplicar conceptos vistos en Series de Fourier o Transformadas de Laplace. Contexto: Problemas ingeniería con condiciones iniciales o valores de frontera
RA1 Interpretar ´Vectores y Tensores
Aplicar conceptos en materias específicas de la carrera Utiliza y aplica conceptos de: Álgebra Lineal
RA2 Identificar EDO y EDP
Aplicar métodos para resolver situaciones problemáticas
Utiliza y aplica conceptos de: Análisis Matemático 1 y 2 (derivadas, integrales, polinomios, expresiones algebraicas)
RA3 Resolver
Situaciones problemáticas en un contexto real (Conducción del calor, potencial electrostático, flujo de fluidos, teoría de circuitos, ecuación de onda)
Aplicar conceptos vistos en Series de Fourier o Transformadas de Laplace. Funciones de variable compleja. Representación y transformación conforme. Utiliza y aplica conceptos de: Curso de ingreso, Análisis Matemático 1 y 2, Algebra (derivadas, integrales, series, transformaciones lineales, números complejos)

Unidad 1: ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS DE PRIMER ORDEN.
Ecuaciones diferenciales ordinarias de primer orden: conceptos básicos. Ecuaciones diferenciales a variables separadas y separables. Ecuaciones homogéneas de primer orden. Ecuaciones diferenciales lineales. Circuitos eléctricos. Ecuaciones diferenciales exactas o totales. Factor integrante. Família de curvas. Trayectorias ortogonales. Aplicaciones.
Unidad 2: ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS DE ORDEN SUPERIOR A UNO. SISTEMA EDO.
Ecuaciones diferenciales de orden superior a uno. Ecuaciones lineales homogéneas de segundo orden. Solución general. Sistema fundamental. Ecuaciones diferenciales lineales de segundo orden a coeficientes constantes. Existencia y unicidad de las soluciones. Ecuaciones homogéneas de orden arbitrario con coeficientes constantes.

Unidad 3: SERIES DE FOURIER
Funciones periódicas. Funciones pares e impares. Funciones de período arbitrario. Series trigonométricas. Series de Fourier.
Fórmula de Euler. Desarrollo de medio rango.

Unidad 4: TRANSFORMADAS DE LAPLACE
Transformada de Laplace. Transformada inversa. Linealidad. Transformada de Laplace para derivadas e integrales. Transformación de las ecuaciones diferenciales ordinarias. Fracciones parciales. Factores no repetidos. Raíces complejas únicas. Raíces múltiples. Derivación e integración de transformada. Función escalón unidad. Traslación sobre el eje t. Funciones periódicas.

Unidad 5: ECUACIONES DIFERENCIALES PARCIALES.
Método de resolución analítico y numérico. Conceptos Básicos. Eliminación de funciones arbitrarias. Integración de ecuaciones diferenciales parciales. Ecuaciones diferenciales parciales con coeficientes constantes. Cuerda vibrante. Ecuación unidimensional de la onda. Separación de variables (Método del producto). Solución de D´Alembert para la ecuación de onda. Flujo unidimensional de calor. Flujo de Calor en una barra infinita. Membrana vibrante. Ecuación bidimensional de onda. Soluciones numéricas de ecuaciones diferenciales parciales. Problemas físicos que involucran ecuaciones diferenciales parciales.

Unidad 6: ANÁLISIS DE VARIABLE COMPLEJA
Función de variable compleja. Límite, derivada. Función analítica. Ecuaciones de Cauchy-Riemann. Ecuaciones de Laplace. Funciones variacionales. Raíz. Función Exponencial. Funciones trigonométricas e hiperbólicas. Logaritmo. Potencia general. Transformación. Representación conforme. Integrales en el plano complejo. Propiedades. Teorema de la integral de Cauchy. Evaluación de la integral indefinida. Fórmula de la integral de Cauchy. Derivadas de una función analítica. Sucesiones. Series. Convergencia y divergencia de series. Serie de potencia. Series de Taylor. Prolongación analítica. Método práctico para obtener serie de potencia. Series de Laurent. Ceros y singularidades. Residuos. Teorema de los residuos. Evaluación de las integrales reales

Unidad 7: VECTORES Y TENSORES
Vectores en el espacio euclídeo. Producto escalar y vectorial. Productos triples. Tensores de orden 2. Producto de tensores. Transposición de un tensor de orden 2. Las partes simétricas y antisimétricas. Autovalores y vectores propios de un tensor. Componentes cartesianas de un vector. Componentes cartesianas de un tensor de orden 2. Cálculo de autovalores en componentes. El operador traza y el producto doblemente contraído. La parte desviatoria de un tensor. Tensores antisimétricos. Tensores simétricos. Componentes contravariantes y covariantes de un tensor. Cambio de base. Operaciones con tensores en componentes.

El método de enseñanza para desarrollar los trabajos prácticos será el de Aprendizaje Colaborativo. Los estudiantes se constituirán en grupos de no más de cuatro estudiantes, para discutir y resolver actividades y problemas de aplicación de los conceptos tratados en el curso, con el apoyo de los docentes.
Los estudiantes cuentan con Guías y apuntes digitalizados, videos o links (todo el material se les facilita en la plataforma Classroom)

A - METODOLOGÍA DE DICTADO DEL CURSO:
El dictado del curso se desarrolla mediante una exposición teórica de los docentes, de aproximadamente una hora, donde se les plantean los contenidos del programa.
Posteriormente los estudiantes se constituyen en grupos para trabajar en las guías de trabajos prácticos. La modalidad de dictado será centrada en el estudiante (Aprendizaje colaborativo). Con el objetivo de ayudar a los estudiantes en el aprendizaje e incentivarlos en el proceso de aprendizaje; se solicitará una vez a la semana, desarrollar en forma individual tres preguntas teórico-prácticas, en un tiempo límite de media hora. En caso de aprobar estas evaluaciones se disminuyen la cantidad de actividades a resolver en el parcial.
Los contenidos de la asignatura se desarrollan apoyándose en clases teóricas presenciales y sus Guías de Trabajos prácticos que constan de ejercicios de aplicación, revisión de temas previos; aumentando su dificultad en forma gradual donde pueden observarse problemas de aplicación en ingeniería.
Los estudiantes cuentan con clases prácticas. El método de enseñanza para desarrollar los trabajos prácticos será el de Aprendizaje Colaborativo. Los estudiantes se constituirán en grupos de no más de cuatro integrantes, para discutir y resolver actividades y problemas de aplicación de los conceptos tratados en el curso, con el apoyo de los docentes (quienes observan y cuestionan los resultados obtenidos despertando su espíritu crítico).
Cuentan además con material teórico (apuntes de cátedra), anexos para recordar conceptos previos, Tabla de Integrales, libros de matemáticas y de materias específicas, videos realizados por los docentes y otros que sugerimos de la web. Todo este material lo encuentran en el Classroom al que tienen acceso desde el primer día de clases. Esta herramienta contiene una encuesta que deben llenar el primer día (luego de la presentación formal de la materia, donde se les indica cómo acceder a la misma); además tiene el programa de la asignatura, se colocan anuncios, se les recuerda fechas importantes, y consta de algunas actividades para realizar de múltiple opción con las que pueden revisar conceptos.
B - CONDICIONES PARA REGULARIZAR EL CURSO
Descripción de los requisitos que los estudiantes deben alcanzar para regularizar el curso:
Requisito para la entrega a corregir Evaluaciones Parciales y Exámenes Finales:
· 1.- Indicar cantidad de hojas entregadas y datos personales.
· 2.- Escribir en forma ordenada, sin tachones, con letra legible y con birome.
· 3.- Tiempo Asignado de tres horas.

Requisitos para Regularizar el Curso: El estudiante para alcanzar la regularidad en la materia deberá ajustarse a los siguientes requisitos:
1.- Asistir regularmente a no menos del 70 % de las clases prácticas del curso.
2.- Se tomarán 2 (dos) evaluaciones parciales que versarán sobre los temas desarrollados. Para aprobarlas el alumno deberá en cada evaluación parcial alcanzar un puntaje no inferior al 60%.
3.- Cada evaluación parcial contará con dos recuperatorios de acuerdo a OCS 32/14, la primera recuperación de cada parcial en un término de aproximadamente de una semana, y considerando que hayan pasado cuarenta (48) horas de publicado los resultados del parcial respectivo.
C – RÉGIMEN DE APROBACIÓN CON EXÁMEN FINAL
El requisito de aprobación de la asignatura para los estudiantes que regularizaren la misma implica aprobar un examen final.
En este examen se evaluarán desarrollos de los conceptos teóricos y sus relaciones en forma oral, con la finalidad de contribuir al desarrollo del pensamiento práctico del estudiante.

D – RÉGIMEN DE PROMOCIÓN SIN EXAMEN FINAL “El curso no contempla régimen de promoción”
E – RÉGIMEN DE APROBACIÓN PARA ESTUDIATNES LIBRES
El estudiante que se presente a rendir examen en condición de libre deberá aprobar previo al examen final, una evaluación escrita eliminatoria de carácter práctica. Este examen escrito se considerará aprobado cuando responda satisfactoriamente a no menos del 70%.

[1] – “Ecuaciones diferenciales y problemas con valores de frontera”- EDWARDS-PENNEY-Pearson Educación-4°Edición-2009 –Disponibilidad: Biblioteca Villa Mercedes
[2] -“Transformadas de Laplace y de Fourier”- MARCELO SPROVIERO – Nueva Librería-2005- Disponibilidad: Biblioteca Villa Mercedes
[3] – “Matemáticas avanzadas para ingeniería” - PETER O´NEIL-International Thomson Learning- 5°Edición-2004 Disponibilidad: Repositorio Digital
[4] – “Matemáticas avanzadas para la ingeniería”- ERWIN KREYSZIG- Editorial Limusa, ed. 2004 –Disponibilidad: Biblioteca Villa Mercedes

[1] – “Ecuaciones diferencial, con aplicaciones de modelado” - DENNIS ZILL Editorial Thomson Learning Iberoamericana. 2006 Disponibilidad: Biblioteca Villa Mercedes
[2] –“Ecuaciones diferenciales y problemas con valores en la frontera" – NAGLE-SAFF-SNIDER -Pearson Educación – 4º edición – 2005 Disponibilidad: Biblioteca Villa Mercedes
[3] – “Vectores y tensores con sus aplicaciones” - -LUIS SANTALÓ Editorial Eudeba. ed 1993- Disponibilidad: Biblioteca Villa Mercedes
[4] – “Introducción rápida a Matlab y Simulink para Ciencia e Ingeniería.” MANUEL GIL RODRIGUEZ – Ediciones Díaz de Santos. 2003 Disponibilidad: Repositorio Digital
[5] – “Ecuaciones Diferenciales” - V. FRAILE -Editorial TEBAR FLORES. ed. 1991 -Disponibilidad: Biblioteca Villa Mercedes
[6] – “Cálculo Vectorial” -JERROLD MARSDEN, ANTHONY TROMBA - Editorial Addison-Wesley Iberoamenricana. 2009- Disponibilidad: Biblioteca Villa Mercedes
[7] - “Calculo Diferencial e Integral”. N. PISKUNOV Editorial Mir.1991- Disponibilidad: Biblioteca Villa Mercedes
[8] – “Vectores y Tensores”, HINCHEY, F. Ed. Limusa, 1979-I. S. y E. S. SOKOLNIKOFF - Matemática Superior para Ingenieros y Físicos. Editorial Nigar, ed. 1975.
[9] –“Análisis Tensorial” – KAY, D.C. -Editorial McGraw Hill.
[10] – “Análisis Numérico” - RICHARD L. BURDEN, J. DOUGLAS FAIRES - Grupo Editorial Iberoamericana - Disponibilidad: Biblioteca Villa Mercedes

Introducir al estudiante en conceptos y herramientas matemáticas necesarias para el abordaje de problemas particulares de la Ingeniería Mecatrónica

Unidad 1: ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS DE PRIMER ORDEN
Unidad 2: ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS DE ORDEN SUPERIOR A UNO. SISTEMA EDO
Unidad 3: VECTORES Y TENSORES
Unidad 4: SERIES DE FOURIER
Unidad 5: TRANSFORMADAS DE LAPLACE
Unidad 6: ECUACIONES DIFERENCIALES PARCIALES
Unidad 7: ANÁLISIS DE VARIABLE COMPLEJA

Si la situación epidemiológica lo permite, se realizarán los cambios pertinentes para ajustarse a los protocolos y dictar la asignatura en forma presencial.

Aprendizajes Previos:
Resuelve expresiones algebráicas sencillas
Aplica conceptos de linealidad, independencia lineal, límite y derivada, integrales
Aplica conceptos de física (leyes de Kirchhoff, leyes de Newton)

Detalles de horas de la Intensidad de la formación práctica.
Cantidad de horas de Teoría: 35h
Cantidad de horas de Práctico Aula: 33 horas
Cantidad de horas de Práctico de Aula con software específico: 22h
Cantidad de horas de Formación Experimental: 0 horas
Cantidad de horas de Resolución Problemas Ingeniería con utilización de software específico: 0 horas
Cantidad de horas de Resolución Problemas Ingeniería sin utilización de software específico: 0 horas
Cantidad de horas de Diseño o Proyecto de Ingeniería con utilización de software específico: 0
Cantidad de horas de Diseño o Proyecto de Ingeniería sin utilización de software específico: 0 horas
Evaluaciones:

Aportes del curso al perfil de egreso:

1.1 Identificar, formular y resolver problemas. (nivel 2)
2.1. Utilizar y adoptar de manera efectiva las técnicas, instrumentos y herramientas de aplicación. (nivel 2)
2.3. Considerar y actuar de acuerdo con disposiciones legales y normas de calidad. (nivel 1)
2.6. Evaluar críticamente ordenes de magnitud y significación de resultados numéricos (nivel 2)
3.2. Comunicarse con efectividad en forma escrita, oral y gráfica. (nivel 2)
3.5. Aprender en forma continua y autónoma (nivel 1)