ANÁLISE MATEMÁTICA IV

1º Semestre de 2003/2004

L. E. Química

L. E. Ambiente

L. Química

L. E. Biológica

 

 

Sumários, apontamentos e acetatos das aulas teóricas:

 

 

 

 

1ª Aula (15 de Setembro de 2003)

 

Apresentação. Introdução histórica aos números complexos.

Apontamentos

 

 

 

2ª Aula (17 de Setembro de 2003)

 

Números complexos. Representação polar. Fórmula de De Moivre. Fórmulas de Euler.

Apontamentos

 

Acetato 2.1; Acetato 2.2; Acetato 2.3; Acetato 2.4

 

 

 

3ª Aula (19 de Setembro de 2003)

 

Topologia do plano complexo. Exponencial complexa. Funções complexas de variável complexa. Parte real e parte imaginária. Continuidade. Definição de diferenciabilidade no sentido complexo.

Apontamentos

 

Acetato 3.1; Acetato 3.2; Acetato 4.1

 

 

 

4ª Aula (22 de Setembro de 2003)

 

Diferenciabilidade de funções de variável complexa. Equações de Cauchy-Riemann. Condições necessárias e suficientes para a diferenciabilidade pontual.

Apontamentos

 

Acetato 4.1; Acetato 4.2; Acetato 4.3

 

 

 

5ª Aula (24 de Setembro de 2003)

 

Funções analíticas (ou holomorfas); definição. Funções trigonométricas e hiperbólicas.

Apontamentos

 

Acetato 5.1; Acetato 5.2

 

 

 

6ª Aula (26 de Setembro de 2003)

 

Estudo gráfico da função exponencial complexa. Logaritmos de números complexos; funções logaritmo; ramo principal do logaritmo.

Apontamentos

 

Acetato 6.1; Acetato 6.2; Acetato 6.3

 

 

 

7ª Aula (29 de Setembro de 2003)

 

Exponenciação com base e expoente complexos. Funções trigonométricas inversas. Integração de funções complexas de variável real.

Apontamentos

 

Acetato 7.1; Acetato 7.2; Acetato 7.3; Acetato 7.4

 

 

 

8ª Aula (1 de Outubro de 2003)

 

Definição e propriedades do integral de caminho de funções complexas de variável complexa. Integrais de funções derivadas. Teorema de Cauchy.

Apontamentos

 

Acetato 8.1; Acetato 8.2; Acetato 8.3; Acetato 8.4; Acetato 9.1A

 

 

 

9ª Aula (3 de Outubro de 2003)

 

Consequências do Teorema de Cauchy. Fórmula integral de Cauchy.

Apontamentos

 

Acetato 9.1A; Acetato 9.1B; Acetato 9.2; Acetato 9.3

 

 

 

10ª Aula (6 de Outubro de 2003)

 

Fórmulas integrais de Cauchy. Teorema de Morera. Funções harmónicas e suas conjugadas.

Apontamentos

 

Acetato 10.1; Acetato 10.2; Acetato 10.3

 

 

 

11ª Aula (8 de Outubro de 2003)

 

Convergência uniforme de séries de funções. Séries de potências.

Apontamentos

 

Acetato 11.1; Acetato 11.2

 

 

 

12ª Aula (10 de Outubro de 2003)

 

Séries de potências. Série de Taylor.

Apontamentos

 

Acetato 11.2; Acetato 12.1; Acetato 12.2; Acetato 12.3

 

 

 

13ª Aula (13 de Outubro de 2003)

 

Séries de Laurent. Teorema dos Resíduos.

Apontamentos

 

Acetato 13.1; Acetato 13.2; Acetato 13.3

 

 

 

 

14ª Aula (15 de Outubro de 2003)

 

Classificação de singularidades isoladas. Cálculo de Resíduos em pólos.

Apontamentos

 

Acetato 14.1; Acetato 14.2; Acetato 14.3

 

 

 

 

15ª Aula (17 de Outubro de 2003)

 

Cálculo de limites. Aplicações do Teorema dos Resíduos: integrais de funções trigonométricas; integrais de funções racionais.

Apontamentos

 

Acetato 15.1; Acetato 15.2; Acetato 15.3; Acetato 15.4

 

 

 

 

16ª Aula (20 de Outubro de 2003)

 

Aplicações do Teorema dos Resíduos: Lema de Jordan. Teorema de Liouville. Factorização de polinómios.

Apontamentos

 

Acetato 16.1; Acetato 16.2

 

 

 

 

17ª Aula (22 de Outubro de 2003)

 

Introdução às equações diferenciais.

Apontamentos

 

 

 

 

 

18ª Aula (24 de Outubro de 2003)

 

Equações lineares. Equações separáveis.

Apontamentos

 

Acetato 18.1; Acetato 18.2; Acetato 18.3; Acetato 18.4

 

 

 

 

19ª Aula (27 de Outubro de 2003)

 

Exemplos de EDO separáveis. Soluções gerais. Intervalos máximos de definição e explosões. Soluções definidas implicitamente.

Apontamentos

 

 

 

 

 

20ª Aula (29 de Outubro de 2003)

 

Equações exactas. Equações redutíveis a exactas; factores de integração.

Apontamentos

 

Acetato 20.1; Acetato 20.2

 

 

 

 

21ª Aula (31 de Outubro de 2003)

 

Equações redutíveis a exactas; factores de integração dependentes de uma só variável.

Apontamentos

 

Acetato 21.1; Acetato 21.2

 

 

 

 

22ª Aula (3 de Novembro de 2003)

 

Mudanças de variáveis. Equações de Bernoulli. Equações homogéneas. Campos de direcções. 

Apontamentos

 

Acetato 22.1

 

 

 

 

23ª Aula (5 de Novembro de 2003)

 

Método de Euler. Problema da existência e unicidade de soluções; exemplos. Teorema de Picard-Lindelöf. Funções localmente lipschitzianas.

Apontamentos

 

Acetato 23.1

 

 

 

 

24ª Aula (7 de Novembro de 2003)

 

Teorema de Picard-Lindelöf; existência e unicidade de soluções. Extensão de soluções a intervalos máximos de definição. Comparação de soluções. 

Apontamentos

 

Acetato 24.1; Acetato 24.2; Acetato 24.3

 

 

 

 

25ª Aula (10 de Novembro de 2003)

 

EDO’s de 1ª ordem vectoriais. Introdução aos sistemas de equações diferenciais lineares. Exponencial de uma matriz. Funções matriciais.

Apontamentos

 

Acetato 25.1; Acetato 25.2; Acetato 25.3; Acetato 25.4

 

 

 

 

26ª Aula (12 de Novembro de 2003)

 

Sistemas de equações lineares homogéneos: Solução geral; dimensão do espaço das soluções; soluções próprias; soluções com valores complexos.

Apontamentos

 

Acetato 26.1; Acetato 26.2; Acetato 26.3

 

 

 

 

27ª Aula (14 de Novembro de 2003)

 

Exponenciais de matrizes semelhantes. Exponenciais de matrizes diagonalizáveis. Exemplos.

Apontamentos

 

Acetato 27.1

 

 

 

 

28ª Aula (17 de Novembro de 2003)

 

Blocos Jordan. Matrizes na forma canónica de Jordan. Exponencial de matrizes semelhantes a matrizes na forma canónica de Jordan.

Apontamentos

 

Acetato 28.1; Acetato 28.2; Acetato 28.3; Acetato 28.4; Acetato 28.5

 

 

 

 

29ª Aula (19 de Novembro de 2003)

 

Fórmula da variação das constantes para sistemas de equações de 1ª ordem. Equações diferenciais de ordem n. Redução a um sistema de n equações de 1ª ordem. Equação linear de coeficientes constantes. Matriz companheira. Polinómio característico.

Apontamentos

 

Acetato 29.1; Acetato 29.2; Acetato 29.3; Acetato 29.4

 

 

 

 

30ª Aula (21 de Novembro de 2003)

 

Operadores diferenciais lineares de coeficientes constantes. Solução da equação linear homogénea de ordem n.

Apontamentos

 

Acetato 30.1

 

 

 

 

31ª Aula (24 de Novembro de 2003)

 

Método dos coeficientes indeterminados. Matriz Wronskiana. Independência linear de funções. Fórmula da variação das constantes para equações lineares escalares de ordem n e coeficientes constantes.

Apontamentos

 

Acetato 31.1; Acetato 31.2; Acetato 31.3; Acetato 31.4

 

 

 

 

32ª Aula (26 de Novembro de 2003)

 

Observações sobre a fórmula da variação das constantes. Transformada de Laplace.

Apontamentos  

 

Acetato 32.1; Acetato 32.2; Acetato 32.3; Acetato 32.4

 

 

 

 

33ª Aula (28 de Novembro de 2003)

 

Transformada de Laplace aplicada à resolução de equações diferenciais lineares; descontinuidades por salto; impulsos.

Apontamentos

 

Acetato 33.1

 

 

 

 

34ª Aula (3 de Dezembro de 2003)

 

Métodos de redução de ordem. O pêndulo não linear.

Apontamentos

 

Acetato 34.1; Acetato 34.2

 

 

 

 

35ª Aula (5 de Dezembro de 2003)

 

A equação do calor. Método da separação de variáveis. Condições fronteira de Dirichlet.

Apontamentos

 

 

 

 

36ª Aula (10 de Dezembro de 2003)

 

Método da separação de variáveis. Condições fronteira de Neumann. Condições fronteira periódicas. 

Apontamentos

 

Acetato 36.1

 

 

 

 

37ª Aula (12 de Dezembro de 2003)

 

Séries de Fourier. Convergência pontual. Séries de senos. Séries de cosenos.

Apontamentos

 

Acetato 37.1; Acetato 37.2

 

 

 

 

38ª Aula (15 de Dezembro de 2003)

 

Séries de Fourier escritas na forma complexa. Convergência em média quadrática. Equação do calor não homogénea. Interpretação geométrica da difusão.

Apontamentos

 

Acetato 38.1; Acetato 38.2; Acetato 38.3; Acetato 38.4

 

 

 

 

39ª Aula (17 de Dezembro de 2003)

 

Equação das ondas. Sobreposição de harmónicos; modos de vibração. Solução de D’Alembert. Propagação de ondas; reflexão com inversão na fronteira. 

Apontamentos

 

Acetato 39.1; Acetato 39.2; Acetato 39.3; Acetato 39.4

 

 

 

 

40ª Aula (19 de Dezembro de 2003)

 

Equação de Laplace. Relação com as funções analíticas no plano complexo; problema de Dirichlet no círculo e em domínios transformados conformemente. Problema de Dirichlet no rectângulo; separação de variáveis. 

Apontamentos

 

Acetato 40.1

 

 

 

 

 

 

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Última actualização:  Fevereiro 2004