viernes, 24 de julio de 2020

Apuntes de Ecuaciones Diferenciales


 
 

Ecuaciones Diferenciales (Ingeniería Química)
Curso 2008-2009


Impartí esta asignatura hasta el curso 2008-2009 en el segundo curso de Ingeniería Química.Era una asignatura cuatrimestral que constaba de 4 créditos teóricos (60 horas de clases teóricas) y 2 prácticos (30 horas de clases de problemas). Puedes ver el programa pinchando aquí

Preparé unos apuntes de la asignatura que puedes encontrar debajo de la lección correspondiente. También puedes obtener las relaciones de problemas de cada uno de los temas y las soluciones finales de los mismos (No su resolución).Se ofrecen, además, ejemplares de los exámenes de algunos cursos anteriores. También se expone la solución de los exámenes de los últimos cursos impartidos.

PROGRAMA

Lección 1.- Introducción a las Ecuaciones Diferenciales Ordinarias
Ecuaciones diferenciales en las ciencias y la ingeniería. Solución de ecuaciones diferenciales. ¿Cómo obtener información sobre las soluciones?
ApuntesTareasTransparenciasProblemasSolucionesTrabajo en GrupoSoluciones Trabajo en Grupo
 
Lección 2.- Técnicas analíticas para las Ecuaciones diferenciales de primer orden: Ecuaciones separables y Ecuaciones lineales
Ecuaciones en variables separables. Ecuaciones lineales. Problemas de condición inicial.
ApuntesTareasTransparenciasProblemasSolucionesTrabajo en Grupo
 
Lección 3.- Técnicas analíticas para las Ecuaciones diferenciales de primer orden: Ecuaciones Exactas y Cambios de Variables
Ecuaciones exactas: factores integrantes. Cambios de variables: ecuaciones homogéneas y de Bernoulli.
ApuntesTareasTransparenciasProblemasSoluciones
 
Lección 4.- Técnicas cualitativas para las Ecuaciones diferenciales de primer orden: Existencia y Unicidad de soluciones
Teorema de existencia de soluciones. Teorema de unicidad. Aplicaciones del teorema de unicidad. Soluciones de equilibrio.
ApuntesTareasTransparenciasProblemasSoluciones
 
Lección 5.- Técnicas cualitativas para las Ecuaciones diferenciales de primer orden: Campos de pendientes y líneas de fase
Campos de pendientes. Diagramas de fase. Esbozo de soluciones. Clasificación de las soluciones de equilibrio. Comportamiento asintótico de las soluciones.
ApuntesTareasTransparenciasProblemasSoluciones
 
Lección 6.- Técnicas numéricas para las ecuaciones diferenciales.
Introducción a los métodos numéricos. El método de Euler. Análisis del error.
ApuntesTareasTransparenciasProblemasSoluciones
 
Lección 7.- Ecuaciones diferenciales de primer orden: Aplicaciones a la Ingeniería Química
Ecuaciones diferenciales en cinética química. Balances de masa: análisis compartimental. Balances de energía: flujo de calor.
ApuntesTareasTransparenciasProblemasSoluciones
Proyecto

 
Lección 8.- Sistemas de ecuaciones diferenciales lineales
Sistemas de primer orden: notación vectorial. Sistemas de ecuaciones lineales. Sistemas fundamentales de soluciones. Valores y vectores propios de matrices.
ApuntesTareasTransparenciasProblemasSoluciones
 
Lección 9.- Sistemas de ecuaciones diferenciales lineales con coeficientes constantes
Exponencial de una matriz. Solución de sistemas homogéneos. Matrices con un valor propio. Matrices con múltiples valores porpios.
ApuntesTareasTransparenciasProblemasSoluciones
 
Lección 10.- Sistemas no homogéneos y Aplicaciones
Solución general de los sistemas no homogéneos. Método de variación de las constantes. El problema de condiciones iniciales. Aplicaciones a la ingeniería química.
ApuntesTareasTransparenciasProblemasSoluciones
 
Lección 11.- Ecuaciones diferenciales de segundo orden
Ecuaciones diferenciales de orden superior. Ecuaciones diferenciales lineales. Ecuaciones lineales de coeficientes constantes.
ApuntesTransparenciasProblemasSoluciones
 
Lección 12.- Ecuaciones lineales de segundo orden con coeficientes analíticos
Resolución de ecuaciones de segundo orden mediante series de potencias. Puntos regulares y singulares. Método de Frobenius. Ecuación de Bessel.
ApuntesProblemasSoluciones
 
Lección 13.- Introducción a los sistemas no lineales
Sistemas no lineales planares. Retratos de fases. Campos de direcciones. Existencia y unicidad en el plano de fase. Soluciones de equilibrio. Nulclinas.
ApuntesTransparenciasProblemasSoluciones
 
Lección 14.- Técnicas cualitativas para sistemas no lineales
Comportamiento asintótico de las soluciones de sistemas lineales. Retrato de fases para sistemas lineales. Linearización de sistemas no lineales. Clasificación de las soluciones de equilibrio.
 
Anexos.
MatricesNúmeros complejosSeries de potenciasTabla de integralesBibliografía
 

  Bibliografía
  1. P. Blanchard, R. L. Devaney, G. R. Hall: Ecuaciones Diferenciales. International Thomson Editores, 1998.
  2. J.C. Polking, A. Boggess, D. Arnold :{\em Differential Equations}.Prentice Hall; New Jersey, 1999.
  3. V. G. Jenson, G. V. Jeffreys: Métodos Matemáticos en Ingeniería Química. Ed. Alhambra, Madrid, 1969.
  4. C. Fernández, F. J. Vázquez, J. M. Vegas: Ecuaciones diferenciales y en diferencias. Sistemas dinámicos. International Thomson Editores. Madrid, 2003.
  5. A. Kiseliov, M. Krasnov, G. Makarenko: Problemas de Ecuaciones Diferenciales. Editorial Mir.
  6. A. Varma, M. Morbidelli: Mathematical Methods in Chemical Engineering. Oxford University Press, 1997.


Nota:

Los apuntes se han realizado en base a, entre otros, los siguientes libros:

  • P. Blanchard, R. L. Devaney, G. R. Hall: Ecuaciones Diferenciales. International Thomson Editores, 1998.
  • John C. Polking, A. Boggess, D. Arnold: Ordinary Differential Equations. Prentice Hall .2001
  • C. Fernández, F. J. Vázquez, J. M. Vegas: Ecuaciones diferenciales y en diferencias. Sistemas dinámicos. International Thomson Editores. Madrid, 2003.
  • V. G. Jenson, G. V. Jeffreys: Métodos Matemáticos en Ingeniería Química . Ed. Alhambra, Madrid, 1969.
  • S. Hollis: Differential Equations with Boundary Value Problems. Prentice Hall. 2002
  • A. Varma, M. Morbidelli: Mathematical Methods in Chemical Engineering. Oxford University Press, 1997.

Exámenes
Ion Zaballa

Last modified: Mon Sep 29 18:10:15 CET 2008

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