Análise Matemática II
Áreas Científicas |
Classificação |
Área Científica |
OFICIAL |
Matemática |
Ocorrência: 2016/2017 - 2S
Ciclos de Estudo/Cursos
Língua de trabalho
Português - Suitable for English-speaking students
Objetivos
OBJETIVOS:
Adquirir conhecimentos teóricos e práticos, sobre o cálculo diferencial e integral de funções reais e de funções vetoriais de uma ou várias variáveis, e sobre algumas das suas aplicações em engenharia. Adquirir conhecimentos elementares na resolução de equações diferenciais. Desenvolver capacidades de formulação, identificação e modelação de problemas de engenharia. Desenvolver o pensamento crítico e criativo na resolução de problemas de engenharia.
Resultados de aprendizagem e competências
COMPETÊNCIAS: Conhecimentos técnicos em ciências fundamentais (cálculo diferencial e integral de funções reais e vetoriais de uma ou várias variáveis e equações diferenciais); saber aplicar os conhecimentos e a capacidade de compreensão e de resolução de problemas em situações novas e não familiares, em contextos alargados e multidisciplinares, ter capacidade para integrar conhecimentos, lidar com questões complexas, desenvolver soluções ou emitir juízos em situações de informação limitada ou incompleta; desenvolver competências de aprendizagem que permitam uma aprendizagem ao longo da vida, de um modo fundamentalmente auto-orientado ou autónomo; Ser capaz de comunicar as suas conclusões e os seus conhecimentos e raciocínios a elas subjacentes, quer a especialistas, quer a não especialistas, de uma forma clara sem ambiguidades.
RESULTADOS ESPERADOS: No fim do período letivo os estudantes devem ser capazes de:
Obter derivadas parciais e direcionais para campos escalares e saber construir o vetor gradiente. Calcular derivadas parciais de funções de várias variáveis (quer compostas quer implícitas). Determinar extremos de funções de várias variáveis; Calcular a divergência e o rotacional de um campo vetorial.
Calcular integrais duplos e triplos (coordenadas cartesianas, cilíndricas ou esféricas) e compreender as suas aplicações práticas (áreas, volumes e centro de massa). Representar curvas e superfícies no espaço 3D; Calcular integrais de linha e de superfície e entender as suas aplicações práticas (trabalho realizado por um campo vetorial ou o seu fluxo através de uma superfície).
Resolver equações diferenciais ordinárias de primeira ordem e de lineares de segunda ordem. Formular e implementar modelos matemáticos simples descrevendo fenómenos físico-químicos.
Modo de trabalho
Presencial
Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)
Noções básicas de Análise Matemática I e de Álgebra.
Programa
- Cálculo Diferencial em Rn.
Funções reais de várias variáveis. Gráfico e conjuntos de nível. Propriedades das funções contínuas e das funções deriváveis. Gradiente e derivadas direcionais. Derivadas parciais. Extremos.
Funções Vetoriais de Variável Vetorial. Matriz das derivadas parciais. Divergência e Rotacional de um campo vetorial.
- Modelação e Equações diferenciais.
Equações diferenciais de primeira ordem.
Equações diferenciais lineares homogéneas de segunda ordem.
- Cálculo Integral em Rn.
Integrais duplos e triplos. Mudança de variável em integrais.
Parametrização de curvas. Integrais de Linha.
Superfícies parametrizadas. Integrais de Superfície.
- Exemplos de aplicação utilizando modelos matemáticos simples descrevendo fenómenos físico-químicos (Módulo transversal).
Bibliografia Obrigatória
Marsden Jerrold E.;
Vector calculus. ISBN: 0-7167-0462-5
Edwards Charles Henry;
Differential Equations. ISBN: 0-13-067337-4
Bibliografia Complementar
C. Henry Edwards, David E. Penney;
Calculus. ISBN: 0-13-095006-8
Métodos de ensino e atividades de aprendizagem
Exposição de conceitos teóricos e discussão de exemplos práticos de aplicação durante as aulas. Maximização da interação com os estudantes durante as aulas. Realização de mini-testes de avaliação ao longo do semestre, de forma a estimular e monitorizar o processo de aquisição de conhecimentos e competências por parte dos estudantes durante esse período. A unidade curricular é complementada com uma página Moodle onde, para além de todo o material pedagógico de apoio, são disponibilizados atividades de autoavaliação on-line para possibilitar a aferição do ensino/aprendizagem. É incentivado o uso de software (Maxima) como instrumento auxiliar de trabalho.
Software
Maxima, a Computer Algebra System
Palavras Chave
Ciências Físicas > Matemática > Análise matemática
Tipo de avaliação
Avaliação distribuída com exame final
Componentes de Avaliação
Designação |
Peso (%) |
Exame |
70,00 |
Teste |
30,00 |
Total: |
100,00 |
Componentes de Ocupação
Designação |
Tempo (Horas) |
Estudo autónomo |
106,00 |
Frequência das aulas |
56,00 |
Total: |
162,00 |
Obtenção de frequência
Os estudantes não podem exceder o limite de faltas previstas nas normas gerais de avaliação.
Fórmula de cálculo da classificação final
A classificação final (CF) é definida por:
CF = máximo {EX; AD}
onde,
EX – classificação do exame final escrito
AD = (10% x AD1 + 10% x AD2+10% x MDL) + 70% x EX
AD1– classificação do primeiro mini-teste;
AD2 – classificação do segundo mini-teste;
MDL-classificação obtida em 4 atividades Moodle avaliadas na seguinte escala:
- 100% (20 valores) se foram realizadas no prazo estabelecido as 4 atividades com nota positiva.
- 75% (15 valores) se foram realizadas no prazo estabelecido 3 das atividades com nota positiva.
- 50% (10 valores) se foram realizadas no prazo estabelecido 2 das atividades com nota positiva.
- 25% (5 valores) se foi realizada no prazo estabelecido apenas 1 das atividades com nota positiva.
Todas as componentes de avaliação são expressas na escala de 0 a 20 valores.
Provas e trabalhos especiais
Não estão previstas.
Trabalho de estágio/projeto
Não está previsto.
Avaliação especial (TE, DA, ...)
De acordo com as Normas Gerais de Avaliação
Melhoria de classificação
Exame Final.