Consulta de Guías Docentes



Academic Year/course: 2023/24

422 - Bachelor's Degree in Building Engineering

28600 - Mathematics applied to building I


Syllabus Information

Academic year:
2023/24
Subject:
28600 - Mathematics applied to building I
Faculty / School:
175 - Escuela Universitaria Politécnica de La Almunia
Degree:
422 - Bachelor's Degree in Building Engineering
ECTS:
6.0
Year:
1
Semester:
First semester
Subject type:
Basic Education
Module:
---

1. General information

The basic mathematical methods are part of the many tools that all professionals of Architecture must have to solve the problems that arise in their work. The learning results include precisely the mastery of not only theoretical but also practical techniques, which allow the direct application of the methods considered in the subject to real problems, with realistic calculation methods that are incorporated in effective and proven softwarepackages.

It is therefore fundamental in the correct formation of an Architect and Engineer to obtain the learning results covered by this subject .

The final goal is for the student to integrate the basic knowledge of this subject in all kinds of aspects related to Technical Architecture, so that they serve as a basis for other subjects and at the same time acquire techniques that enable their professional development.}

These approaches and goals are aligned with the following Sustainable Development Goals (SDGs) of the United Nations Agenda 2030 (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/)so that the acquisition of the learning results of the subject provides training and competence to contribute to some extent to their achievement.

Goal 4: Quality education

2. Learning results

The student, in order to pass this subject, must demonstrate the following results:

 

  • Ability to apply data processing and analysis techniques.
  • Know the concepts, applications and fundamental results of Differential and Integral Calculus.
  • Understand the concepts of unidimensional and multidimensional variables.
  • Know the techniques of integration and estimation.
  • Ability to prepare, understand and critique reports based on analyses developed with numerical, differential, integral and matrix calculations.
  • Know how to solve mathematical problems that may arise in Engineering, using correctly the acquired knowledge of Differential and Integral Calculus and Linear Algebra
  • Understand the difficulty of solving certain mathematical problems in an exact way and is capable of resorting to the application of numerical approximation methods in their solution
  • Capable of posing and rigorously solving problems related to his/her speciality in Engineering, selecting critically the most appropriate methods and mathematical theoretical results.
  • Understand the impossibility of solving real problems manually, and is able to implement and solve them with mathematicalsoftware of symbolic calculation.

Posses the skills of logical-deductive thinking and handles a mathematical language that allows him/her to model problems of Building Engineering

3. Syllabus

Introduction to WXMaxima and review of real functions of real variables

Limits and Continuity

  • Limits, indeterminacies, equivalences
  • Continuity and discontinuity of functions
  • Classical Theorems
  • Bisection method

 

Referral

  • Derivative and tangent line, properties
  • Chain rule
  • Implicit function derivative, inverse function and function in parametrics
  • Newton's method
  • Classical theorems: Rolle, average value, L'Hôpital
  • Taylor's limited developments
  • Interpolation and numerical derivation
  • Monotonicity, maxima and minima, concavity and convexity

 

Integration

  • Riemann integral and its basic properties
  • Calculation of primitives
  • Fundamental theorems of calculus
  • Improper integrals
  • Geometric applications
  • Numerical quadrature methods

 

Systems of linear equations

  • Groups, rings, bodies
  • Systems of linear equations: elementary operations
  • Gaussian elimination and rank of a matrix
  • Characterization theorem for linear systems (Rouché-Frobenius)
  • Determinants
  • Numerical Gaussian elimination, condition number
  • LU, QR and Cholesky decompositions
  • Iterative methods

 

Vector spaces with scalar product

  • Linear independence, dimension and basis
  • Subspaces
  • Scalar product
  • Distances, angles and orthogonality
  • Orthogonal systems and subspaces
  • Projectors and optimal approximation theorem

 

Diagonalization

  • Eigenvalues and eigenvectors
  • Spectral decomposition and matrix functions
  • Normal matrices
  • Numerical calculation of eigenvalues
  • Compatible matrices
  • Decomposition into singular values

4. Academic activities

The activities to be developed in the subject are the following

  • Theoretical classes, in which the fundamental concepts that constitute the basic body of knowledge that must be  learned in order to achieve the learning results listed below are presented. The theoretical concepts are  complemented by detailed examples that illustrate how they work in a concrete context.
  • Practical classes, in which problems are proposed to be solved using the methods and concepts previously considered . Discussion, participation, cooperation and reflection are encouraged in these classes.
  • Assessment sessions, in which students are submitted to written tests on certain well-specified parts of the subject matter covered, or they of the subject matter covered, or they publicly present the work done in groups proposed in the previous activity
  • Personal work, in which students dedicate time outside of class to study the concepts taught in class, solve problems analogous and/or complementary to those considered in class.
  • Global assessment test, which consists of a written test of the whole subject. There are two global tests, one for each official call, and both take place after the end of the classes and when the rest of the activities have been concluded and assessed

Key dates will be announced well in advance during the term. There are two types:

  • Evaluative milestones associated with the progressive assessment system, in which one of the activities described above is developed.  These dates are fixed at the beginning of the term by the teacher, and can be modified with prior notice if the development of the calendar so requires.
  • Official calls, in which any student can take the global assessment test on the entire subject . These dates are set at the beginning of the school year by the school administration.

 

The dates of the final tests will be officially published at https://eupla.unizar.es/asuntos-academicos/examenes

5. Assessment system

At the beginning of the subject the student will choose one of the following two assessment methodologies:

  • A continuous assessment system, which will be carried out throughout the entire teaching period.
  • An overall assessment test, reflecting the achievement of the learning results, at the end of the teaching period.

 

Continuous evaluation system:

  • Written tests: Individual exercises remain a reliable way to know if the student has the capacity to apply the methods under consideration. Two exams are distributed throughout the semester, each covering different parts of the syllabus, although they cannot always be mutually exclusive due to the nature of Mathematics.

The written tests comprise 80% of the total grade, divided into two tests with values of 40% and 40%. A minimum score of 3 on each written test is required to continue with the continuous assessment

  • Participation controls: Some classes of problems are complemented with the elaboration of exercises analogous to those considered to be submitted for assessment, similar to the previous tests but focused on more concrete and lower value problems. In this way, the collaboration of the students is assessed, both among themselves and with the class discourse, and their involvement in the previous activities that lead to the resolution of these controls. The participation controls comprise 20% of the total grade, distributed in four controls with equal values. Students will be able to pass the subject by progressive assessment if the arithmetic average of of the written tests and the participation controls is a 5.

 

Global written assessment test: In each of the two official calls, a global test can be taken at assessment, which consists of a global written test comprising 100%. Thus, if a student has not been able to pass the written tests and the controls, he/she can opt through this test to achieve the highest grade. All students have right to this global test.


Curso Académico: 2023/24

422 - Graduado en Arquitectura Técnica

28600 - Matemática aplicada a la edificación I


Información del Plan Docente

Año académico:
2023/24
Asignatura:
28600 - Matemática aplicada a la edificación I
Centro académico:
175 - Escuela Universitaria Politécnica de La Almunia
Titulación:
422 - Graduado en Arquitectura Técnica
Créditos:
6.0
Curso:
1
Periodo de impartición:
Primer semestre
Clase de asignatura:
Formación básica
Materia:
Materia básica de grado

1. Información básica de la asignatura

Los métodos matemáticos básicos forman parte de las numerosas herramientas con las que todos los profesionales de la Arquitectura deben contar para resolver los problemas que aparecen en su trabajo. Entre los resultados de aprendizaje figuran precisamente el dominio de técnicas no sólo teóricas, sino también prácticas, que permiten la aplicación directa de los métodos considerados en la asignatura a problemas reales, con métodos de cálculo realistas que se incorporan en paquetes de software eficaces y contrastados.

Es por tanto, fundamental en la correcta formación de un Arquitecto e Ingeniero obtener los resultados de aprendizaje que abarca esta asignatura.

El objetivo final es que el alumno integre los conocimientos básicos de esta asignatura en todo tipo de aspectos relacionados con la Arquitectura Técnica, de manera que sirvan de base para otras materias y a su vez adquiera unas técnicas que le permitan su desarrollo profesional.

Estos planteamientos y objetivos están alineados con los siguientes Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la Agenda 2030 de Naciones Unidas (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/)de tal manera que la adquisición de los resultados de aprendizaje de la asignatura proporciona capacitación y competencia para contribuir en cierta medida a su logro.

  • Objetivo 4: educación de calidad.

2. Resultados de aprendizaje

El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar los siguientes resultados:

  • Aptitud para aplicar las técnicas de tratamiento y análisis de datos.
  • Conoce los conceptos, aplicaciones y resultados fundamentales del Cálculo Diferencial e Integral.
  • Comprende los conceptos de variable unidimensional y multidimensional.
  • Conoce las técnicas de integración y estimación.
  • Tiene capacidad para la elaboración, comprensión y crítica de informes basados en análisis desarrollados con cálculos numéricos, diferenciales e integrales y matricial.
  • Sabe resolver los problemas matemáticos que pueden plantearse en Ingeniería, utilizando correctamente los conocimientos adquiridos del Cálculo Diferencial e Integral y del Algebra Lineal.
  • Comprende la dificultad de resolver de forma exacta determinados problemas matemáticos y es capaz de recurrir a la aplicación de métodos de aproximación numéricos en su resolución.
  • Es capaz de plantear y resolver con rigor problemas propios de su especialidad en Ingeniería, seleccionando de forma crítica los métodos y resultados teóricos matemáticos más adecuados.
  • Comprende la imposibilidad de resolución de los problemas reales de manera manual, y es capaz de implementarlos y resolverlos con un software matemático de cálculo simbólico.
  • Posee las habilidades propias del pensamiento lógico-deductivo y maneja un lenguaje matemático que le permite modelar problemas propios de la Ingeniería de la Edificación.

3. Programa de la asignatura

Introducción a WXMaxima y repaso de funciones reales de variable real

Límites y Continuidad

  • Límites, indeterminaciones, equivalencias
  • Continuidad y discontinuidad de funciones
  • Teoremas clásicos
  • Método de bisección

Derivación

  • Derivada y recta tangente, propiedades
  • Regla de la cadena
  • Derivada de la función implícita, función inversa y función en paramétricas
  • Método de Newton
  • Teoremas clásicos: Rolle, valor medio, L’Hôpital
  • Desarrollos limitados de Taylor
  • Interpolación y derivación numérica
  • Monotonía, máximos y mínimos, concavidad y convexidad

Integración

  • Integral de Riemann y sus propiedades básicas
  • Cálculo de primitivas
  • Teoremas fundamentales del cálculo
  • Integrales impropias
  • Aplicaciones geométricas
  • Métodos de cuadratura numérica

Sistemas de ecuaciones lineales

  • Grupos, anillos, cuerpos
  • Sistemas de ecuaciones lineales: operaciones elementales
  • Eliminación gaussiana y rango de una matriz
  • Teorema de caracterización de los sistemas lineales (Rouché-Frobenius)
  • Determinantes
  • Eliminación gaussiana numérica, número de condición
  • Descomposiciones LU, QR y Cholesky
  • Métodos iterativos

Espacios vectoriales con producto escalar

  • Independencia lineal, dimensión y base
  • Subespacios
  • Producto escalar
  • Distancias, ángulos y ortogonalidad
  • Sistemas y subespacios ortogonales
  • Proyectores y teorema de aproximación óptima

Diagonalización

  • Valores y vectores propios
  • Descomposición espectral y funciones de matrices
  • Matrices normales
  • Cálculo numérico de autovalores
  • Matrices compatibles
  • Descomposición en valores singulares

4. Actividades académicas

Las actividades que se desarrollarán en la asignatura son las siguientes:

  • Clases teóricas, en las que se exponen los conceptos fundamentales que constituyen el cuerpo de conocimientos básicos que deben aprenderse para conseguir los resultados de aprendizaje relacionados más adelante. Los conceptos teóricos se complementan con ejemplos detallados que ilustran su funcionamiento dentro de un contexto concreto.
  • Clases prácticas, en las que se proponen problemas que deberán resolverse empleando los métodos y conceptos considerados con anterioridad. En estas clases se fomenta la discusión, la participación, la cooperación y la reflexión.
  • Sesiones de evaluación, en las que los alumnos se someten a pruebas escritas sobre ciertas partes bien especificadas del temario que se cubre, o bien exponen públicamente los trabajos elaborados en grupos propuestos en la actividad anterior.
  • Trabajo personal, en el que los alumnos dedican tiempo fuera de clase para estudiar los conceptos impartidos en clase, resolver problemas análogos y/o complementarios a los considerados en clase.
  • Prueba global de evaluación, que consiste en una prueba escrita de toda la asignatura. Hay dos pruebas globales, una por cada convocatoria oficial, y ambas tienen lugar tras la finalización de las clases y cuando el resto de las actividades hayan concluido y hayan sido evaluadas.

Las fechas clave serán anunciadas con la suficiente antelación durante el curso. Las hay de dos tipos:

  • Hitos evaluatorios asociados al sistema de evaluación progresiva, en los que se desarrolla una de las actividades descritas anteriormente.  Estas fechas quedan fijadas al principio de curso por el profesor, y pueden modificarse con previo aviso si el desarrollo del calendario así lo exige.
  • Convocatorias oficiales, en las que cualquier alumno puede someterse a la prueba global de evaluación sobre la totalidad de la asignatura. Estas fechas se fijan a principio de curso desde la dirección del centro.

Las fechas de los exámenes finales se publicarán oficialmente en https://eupla.unizar.es/asuntos-academicos/examenes.

5. Sistema de evaluación

Al comienzo de la asignatura el alumno/a elegirá una de las dos siguientes metodologías de evaluación:
  • Un Sistema de Evaluación continua, que se realizara a lo largo de todo el periodo de enseñanza.
  • Una prueba global de evaluación, que refleje la consecución de los resultados de aprendizaje, al término del periodo de enseñanza.
 
Sistema de Evaluación continua:
  • Pruebas escritas: Los ejercicios individuales siguen siendo una manera fiable de saber si el alumno tiene capacidad para aplicar los métodos considerados. Dos exámenes se reparten a lo largo del semestre, cada uno abarcando partes diferentes del temario, si bien no siempre pueden ser excluyentes por la propia naturaleza de las Matemáticas. Las pruebas escritas comprenden un 80% de la nota total, repartidas en dos pruebas con valores 40% y 40%. Se necesita una nota mínima de 3 en cada prueba escrita para continuar con la evaluación continua
  • Controles de participación: Algunas clases de problemas se complementan con la elaboración de ejercicios análogos a los considerados que se someten a evaluación, de forma similar a las pruebas anteriores pero centrados en problemas más concretos y de menor valor. De esta forma se evalúa la colaboración de los alumnos, tanto entre ellos como con el discurso de las clases, y su implicación en las actividades previas que llevan a la resolución de estos controles. Los controles de participación comprenden el 20% de la nota total, repartidos en cuatro controles con valores iguales. Los alumnos podrán aprobar la asignatura por evaluación progresiva si la media aritmética del conjunto de las pruebas escritas y los controles de participación es un 5.

Prueba global escrita de evaluación: En cada una de las dos convocatorias oficiales se puede realizar una prueba global de evaluación, que consta de una prueba global escrita que comprende el 100%. Así, si un alumno no ha podido superar las pruebas escritas y los controles, puede optar mediante esta prueba a lograr la calificación más alta. Todos los alumnos tienen derecho a esta prueba global.