Plan docente de la asignatura

 

 

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Datos generales

 

Nombre de la asignatura: Métodos Numéricos

Código de la asignatura: 361213

Curso académico: 2025-2026

Coordinación: IRENE MARIA DE PARADA MUÑOZ

Departamento: Facultad de Economía y Empresa

Créditos: 6

Programa único: S

 

 

Aplicaciones

 

https://matlab.mathworks.com/

 

 

Horas estimadas de dedicación

Horas totales 150

 

Actividades presenciales y/o no presenciales

60

 

-  Teórico-práctica

Presencial

 

30

 

(Estudio de los métodos presentados. Examen sobre conceptos básicos de la asignatura.)

 

-  Prácticas de ordenador

Presencial

 

30

 

(Resolución de ejercicios con los algoritmos y métodos del curso. Exámenes prácticos en MATLAB.)

Trabajo tutelado/dirigido

40

(Resolución de ejercicios con los algoritmos y métodos del curso. Prácticas de ordenador en el aula y en casa.)

Aprendizaje autónomo

50

(Estudio de los contenidos del curso y preparación de trabajos prácticos que se deben presentar para la evaluación.)

 

 

Recomendaciones

 

Se recomienda haber cursado las asignaturas Introducción al Cálculo, Introducción a la Informática y Álgebra Lineal.


Otras recomendaciones

Se recomienda haber cursado o estar cursando las asignaturas Programación y Cálculo en Diversas Variables.

 

 

Competencias / Resultados de aprendizaje que se desarrollan

 

   -

Capacidad para utilizar el razonamiento lógico y los instrumentos matemáticos en un contexto aplicado.

   -

Capacidad de utilizar los procedimientos matemáticos específicos habituales en estadística e investigación operativa.

Objetivos de aprendizaje

 

Referidos a conocimientos

Aprender las técnicas numéricas más básicas y usarlas como herramientas para encontrar soluciones a problemas en los que, por diversas razones, los métodos analíticos quedan descartados.

 

Referidos a habilidades, destrezas

La aplicación e implementación de los métodos presentados en clase mediante el uso de ordenadores y del software Matlab.

 

 

Bloques temáticos

 

1. Preliminares.

*  Análisis del error. Aritmética en coma flotante. Estabilidad numérica.

1.1. Errores.

1.1.1. Conceptos básicos: error absoluto y relativo, cifras significativas, precisión vs. exactitud y fuentes de error.
1.1.2. Error numérico: definiciones, errores de redondeo y errores de truncamiento.

1.2. Representación de números.

1.2.1. Norma IEEE-754.
1.2.2. Errores en las operaciones en punto flotante. Cancelación catastrófica.

1.3. Estabilidad y propagación del error.

1.3.1. Propagación del error: números de condición, problemas sensibles a las condiciones iniciales, problemas mal condicionados, e inestabilidad.
1.3.2. Evitación de la propagación de errores.

2. Álgebra lineal numérica.

*  Resolución de sistemas lineales. Valores espectrales.

2.1. Álgebra lineal desde un punto de vista algorítmico y numérico.

2.1.1. Vectores, matrices, normas.
2.1.2. Convergencia de matrices, radio espectral y número de condición.

2.2. Métodos directos.

2.2.1. Existencia de soluciones. Estudio numérico y algorítmico de los métodos de Cramer y de Gauss.
2.2.2. Condicionamiento de un sistema de ecuaciones lineales, vector residuo y acotamiento del error.
2.2.3. Métodos compactos: factorización LU, método LU de Cholesky y factorización QR.
2.2.4. Sistemas lineales sobredeterminados.

2.3. Métodos iterativos.

2.3.1. Métodos de Jacobi, de Gauss-Seidel y de sobrerrelajación.
2.3.2. Razón de convergencia y estimación del error.

2.4. Autovalores, autovectores y valores singulares.

2.4.1. Autovalores y autovectores en la solución de sistemas de EDOs lineales.
2.4.2. Método de las potencias para el cálculo de vectores y valores propios. 
2.4.3. Descomposición en valores singulares y matriz pseudoinversa.

3. Interpolación.

*  Interpolación polinómica y splines.

3.1. Interpolación polinómica.

3.1.1. Polinomio interpolador: existencia, unicidad y error.
3.1.2. Interpolación polinómica por la fórmula de Lagrange y por el método de las diferencias divididas de Newton.
3.1.3. Problemas de la interpolación polinómica: Fenómeno de Runge. Abscisas de Chevyshev.
3.1.4. Interpolación de Hermite y curvas paramétricas.

3.2. Splines.

3.2.1. Spline lineal.
3.2.2. Splines cúbicas.

4. Resolución de ecuaciones no lineales.

*  Métodos para la resolución de ecuaciones no lineales en una y varias variables.

4.1. Métodos para la resolución de ecuaciones no lineales.

4.1.1. Intervalos encajados: método de la bisección.
4.1.2. Métodos iterativos: método de la secante, método de Newton-Raphson y método del punto fijo.
4.1.3. Orden de convergencia y estimación del error.
4.1.4. Aceleración de la convergencia: proceso de Aitken y método de Steffensen.

5. Derivación e integración de funciones.

*  Métodos y fórmulas de aproximación para el cálculo de derivadas e integrales.

5.1. Integración numérica.

5.2.1. Fórmulas de Newton-Cotes: regla del punto medio, método de los trapecios, regla de Simpson y regla de Boole.
5.2.2. Método de integración de Romberg.
5.2.3. Integración adaptativa.
5.2.4. Métodos de Montecarlo.

5.2. Diferenciación numérica.

5.1.1. Fórmulas para el cálculo aproximado de derivadas: forward, backward, centrada. Fórmulas para derivadas de orden superior.
5.1.2. Error de truncamiento y orden de las fórmulas de derivación. Errores de redondeo, cancelación catastrófica, error total y optimización.
5.1.3. Extrapolación de Richardson.

 

 

Metodología y actividades formativas

 

Se imparten clases expositivas y magistrales para las sesiones teoricoprácticas. En las clases de problemas que se realizan en el aula de informática se trabaja con el software Matlab y el grupo se divide en dos o más subgrupos, cuya composición decide el profesorado.

 

 

Evaluación acreditativa de los aprendizajes

 

Evaluación continua
Es la opción recomendada para el alumnado que asiste regularmente a clase (80% de asistencia a las sesiones).

En la evaluación continuada de la asignatura intervienen varios conceptos que, conjuntamente, dan lugar a la nota final (NF).

NF = 0.3*NT + 0.4*NE + 0.3*NP

La nota final, por lo tanto, es la suma ponderada de todas las actividades:

NT (30%). Examen parcial sobre conceptos básicos de la asignatura. 

NE (40%). Dos exámenes parciales de resolución de problemas con Matlab. Se realizan en horario lectivo.

NP (30%): Entregas y prácticas evaluables de desarrollo de programas y resolución de problemas.

 

Evaluación única

El alumnado que desee renunciar a la evaluación continua y acogerse a la evaluación única debe hacerlo antes de la fecha que se establezca, la cual se publica con antelación suficiente.

La evaluación única consiste en un examen con una parte de teoría (30%) y una de problemas y prácticas (50%), en donde se evalúan los conocimientos de toda la asignatura. La parte de práctica y problemas se realiza en el programa Matlab. La fecha de la prueba la fija la Facultad en el calendario de exámenes finales. El 20% restante se obtiene al entregar prácticas en Matlab. 

Reevaluación

La prueba de reevaluación siempre tiene las mismas características que la prueba de evaluación única. Puede presentarse cualquier estudiante, independientemente de que haya optado por la evaluación única o la continua, que después de la calificación del acta del mes de junio no haya superado la asignatura.

 

 

Fuentes de información básica

Consulta de la disponibilidad en el Cercabib

Libro

BURDEN, Richard L., FAIRES, J. Douglas, BURDEN, Annette M. Análisis numérico. 10 ed. Cengage Learning, 2017

  Bibliografía complementaria.

Catàleg UB  Enllaç

GRAU, Miquel, NOGUERA, Miquel. Càlcul numèric. UPC, 1993

  Refererencia básica.

Catàleg UB  Enllaç

KENNEDY, William J., GENTLE, James E. Statistical Computing. Statistics, textbooks and monographs; 33. Marcel Dekker, 1980

  Referencia básica.

Catàleg UB  Enllaç

KINCAID, David, CHENEY, Ward. Análisis numérico: las matemáticas del cálculo científico. Addison-Wesley Iberoamericana, 1994

  Referencia complementaria.

Catàleg UB  Enllaç

MATHEWS, John H., FINK, Kurtis D. Métodos numéricos con MATLAB. 3a ed. Prentice Hall, 2000

  Referencia básica.

Catàleg UB  Enllaç

STOER, Josef, BULIRSCH, Rol. Introduction to Numerical Analysis. Texts in Applied Mathematics 12. 3rd ed. New York: Springer Verlag, 2002

  Referencia básica.

Catàleg UB  Enllaç
Versió en línea (1st ed., 1980)  Enllaç

THISTED, Ronald A. Elements of Statistical Computing: Numerical computation. Chapman and Hall, 1988

  Referencia complementaria.

Catàleg UB  Enllaç

VANDERGRAFT, James S. Introduction to numerical Computations. Academic Press, 1983

  Referencia básica.

Catàleg UB  Enllaç