FACULTAD DE INGENIERÍA


DIVISIÓN DE CIENCIAS BÁSICAS
DEPARTAMENTO DE ÁLGEBRA Y GEOMETRÍA ANALÍTICA
Programa de la Asignatura: ÁLGEBRA Clave: 1100 Número de créditos: 09 Carrera: ICi, ICo, IEe, IGf, IGl, IIn, IMe, IMm, IPe, ITg ,ITc Duración del curso: Semanas: 16 Horas: 72 Semestre: 1º Horas a la semana: Teoría: 4.5 Obligatoria : SI Prácticas: 0.0 Optativa: OBJETIVO DEL CURSO : El alumno analizará y manejará los conceptos del álgebra de los sistemas numéricos y del álgebra matricial, para aplicarlos en la solución de sistemas de ecuaciones lineales; el álgebra de los polinomios y el estudio básico de los sistemas algebraicos, para que de manera conjunta estos conceptos permitan al alumno iniciar el estudio de la física y la matemática aplicada. TEMAS: Núm. Nombre Horas I NUMEROS REALES 12.0 II NUMEROS COMPLEJOS 9.0 III POLINOMIOS 10.5 IV SISTEMAS DE ECUACIONES LINEALES 7.5 V MATRICES Y DETERMINANTES 21.0 VI ESTRUCTURAS ALGEBRAICAS 12.0 TOTAL DE HORAS 72.0 ASIGNATURA CONSECUENTE OBLIGATORIA : ÁLGEBRA LINEAL ANTECEDENTES, OBJETIVOS Y CONTENIDOS DE LOS TEMAS I. NUMEROS REALES. OBJETIVO: El alumno aplicará las propiedades del sistema numérico real y sus subconjuntos, para demostrar proposiciones por medio del método de Inducción Matemática y para resolver inecuaciones. CONTENIDO: I.1 El conjunto de los números naturales:Concepto intuitivo de número natural. Definición del conjunto N mediante los postulados de Peano. Definición y propiedades de la adición, la multiplicación y el orden en N. Demostración por inducción matemática. I.2 El conjunto de los números enteros: Definición a partir de los números naturales. Definición y propiedades de la igualdad, la adición, la multiplicación y el orden en Z. Representación de los números enteros en la recta numérica. I.3 El conjunto de los números racionales: Definición a partir de los números enteros. Definición y propiedades de la igualdad, la adición, la multiplicación y el orden en Q. Expresión decimal de un número racional.Algoritmo de la división en Z. Densidad de los números racionales y representación de éstos en la recta numérica. I.4 El conjunto de los números reales: Existencia de números irracionales (algebraicos y trascendentes). Definición del conjunto R; representación de los números reales en la recta numérica. Propiedades de la adición, la multiplicación y el orden en R. Completitud de R. Definición y propiedades del valor absoluto. Solución de desigualdades. Ejercicios complementarios de inducción matemática. II. NUMEROS COMPLEJOS. OBJETIVO: El alumno empleará los números complejos en sus diferentes representaciones y sus propiedades, para resolver ecuaciones con una incógnita que contengan números complejos. CONTENIDO: II.1 Forma binómica: Definición de número complejo, de igualdad y de conjugado. Representación gráfica. Operaciones y sus propiedades: adición, sustracción, multiplicación y división. Propiedades del conjugado. II.2 Forma polar o trigonométrica: Transformación de la forma binómica a la polar y viceversa. Definición de módulo, de argumento y de igualdad de números complejos en forma polar. Operaciones en forma polar: multiplicación, división, potenciación y radicación. II.3 Forma exponencial o de Euler: Equivalencia entre la forma polar y la exponencial. Operaciones en forma exponencial: multiplicación, división, potenciación y radicación. Logaritmo natural de un número complejo. II.4 Solución de ecuaciones con una incógnita que involucren números complejos. III. POLINOMIOS. ANTECEDENTES: Cálculo I. OBJETIVO: El alumno analizará y usará los conceptos del álgebra de los polinomios y sus propiedades para obtener raíces. CONTENIDO: III.1 Definición de polinomio y de igualdad de polinomios. Definición y propiedades de la adición, la sustracción, la multiplicación de polinomios y la multiplicación de un polinomio por un escalar. III.2 División de polinomios: Divisibilidad y algoritmo de la división. Teoremas del residuo y del factor. División sintética. III.3 Raíces de un polinomio: Definición de raíz, teorema fundamental del álgebra y número de raíces de un polinomio. III.4 Técnicas elementales para buscar raíces: Posibles raíces racionales, cambio de signo en el residuo y cotas de las raíces reales, regla de los signos de Descartes, teoremas sobre raíces irracionales conjugadas y complejas conjugadas, cambio de variable. IV. SISTEMAS DE ECUACIONES LINEALES. OBJETIVO: El alumno formulará, como modelo matemático de problemas, sistemas de ecuaciones lineales y los resolverá aplicando transformaciones elementales. CONTENIDO: IV.1 El sistema de ecuaciones lineales como modelo matemático de problemas. Definición de ecuación lineal y de su solución. Definición de sistema de ecuaciones lineales y de su solución. Clasificación de los sistemas de ecuaciones lineales en cuanto a la existencia y al número de soluciones. Sistemas homogéneos y soluciones triviales. IV.2 Sistemas equivalentes y transformaciones elementales. Resolución de sistemas de ecuaciones lineales por el método de Gauss. V. MATRICES Y DETERMINANTES. OBJETIVO: El alumno aplicará los conceptos fundamentales de matrices, determinantes y sus propiedades a problemas que requieren de ellos para su resolución. CONTENIDO: V.1 Definición de matriz y de igualdad de matrices. Operaciones con matrices y sus propiedades: adición, sustracción, multiplicación por un escalar y multiplicación. Matriz identidad. V.2 Definición y propiedades de la inversa de una matriz. Cálculo de la inversa por transformaciones elementales. V.3 Ecuaciones matriciales y su solución. Representación y solución matricial de los sistemas de ecuaciones lineales. V.4 Matrices triangulares, diagonales y sus propiedades. Definición de traza de una matriz y sus propiedades. V.5 Transposición de una matriz y sus propiedades. Matrices simétricas, antisimétricas y ortogonales. Conjugación de una matriz y sus propiedades. Matrices hermitianas, antihermitianas y unitarias. Potencia de una matriz y sus propiedades. V.6 Partición de matrices. Multiplicación de matrices por partición. V.7 Definición de determinante de una matriz y sus propiedades. Cálculo de determinantes: Regla de Sarrus, desarrollo por cofactores y método de condensación. Cálculo de la inversa por medio de la adjunta. Regla de Cramer para la solución de sistemas de ecuaciones lineales. VI. ESTRUCTURAS ALGEBRAICAS. OBJETIVO: El alumno analizará y manejará las operaciones binarias y sus propiedades dentro de una estructura algebraica. CONTENIDO: VI.1 Definición de operación binaria. Propiedades de las operaciones binarias: Cerradura, elementos idénticos e inversos, asociatividad y conmutatividad. VI.2 Definición de grupo. Propiedades elementales de los grupos. Grupo abeliano. Subgrupo. VI.3 Definición de anillo, tipos de anillo. Definición de dominio entero. VI.4 Definición de campo. Los números racionales, reales y complejos como ejemplos de campos con la adición y la multiplicación. VI.5 Isomorfismos y homomorfismos entre grupos y entre anillos, propiedades elementales. TECNICAS DE ENSEÑANZA: ELEMENTOS DE EVALUACIÓN: Exposición oral (X) Exámenes parciales (X) Exposición audiovisual (X) Exámenes finales (X) Ejercicios dentro de clase (X) Trabajos y tareas fuera del aula (X) Ejercicios fuera del aula (X) Participación en clase (X) Seminarios ( ) Asistencia a prácticas ( ) Lecturas obligatorias ( ) Trabajos de investigación (X) Prácticas de taller o laboratorio ( ) Prácticas de campo ( ) Otras: BIBLIOGRAFIA Texto Temas de la asignatura para los que se recomienda: LIBROS DE TEXTO SOLAR G., Eduardo. y SPEZIALE de G., Leda I, II y III “Algebra I” Limusa-Fac. de Ingeniería, UNAM, 2a. edición México, 1991 SOLAR G., Eduardo. y SPEZIALE de G., Leda IV, V y VI “Algebra Lineal” Limusa-Fac. de Ingeniería, UNAM, 2a. edición México, 1991 SWOKOWSKI, E. I, II y V “Algebra y Trigonometría con Geometría Analítica” Grupo Editorial Iberoamérica, 2a. edición México, 1988 LIBROS DE CONSULTA AYRES, F. I, II, V y VI “Algebra Moderna” Mc. Graw-Hill México, 1992 WILLERDING, M. y HOFFMAN, S. I, II, III y V “Fundamentos de Algebra” Limusa México, 1990 GERBER, H. IV y V “Algebra Lineal” Grupo Editorial Iberoamérica México, 1992 BARRERA G., Francisco y CASTAÑEDA de I. P., Erik I, II y III Cuaderno de Ejercicios de Algebra 1a. parte Facultad de Ingeniería, UNAM México, 1994 GODINEZ C., Héctor y HERRERA C., Abel IV, V y VI “Algebra Lineal Teoría y Ejercicios” Facultad de Ingeniería, UNAM México, 1987