ANÁLISE MATEMÁTICA IV

1º Semestre de 2006/2007

 

L. Eng.º Aeroespacial, L. Eng.º e Arquitectura Naval, L. Eng.º de Materiais, L. Eng.º Mecânica

 

Sumários, apontamentos e acetatos das aulas teóricas:

 

 

Aula 0 (11 de Setembro de 2006)

Apresentação.

 

1ª Aula (13 de Setembro de 2006)

Introdução histórica aos números complexos. Plano complexo (diagrama de Argand). Propriedades algébricas e geométricas. Representação polar.

Apontamentos  Acetatos: 1.  2.  3. 

 

2ª Aula (15 de Setembro de 2006)

Fórmula de De Moivre. Fórmulas de Euler. Topologia do plano complexo. Exponencial complexa.

Apontamentos  Acetatos: 1.  2.  3.

 

3ª Aula (18 de Setembro de 2006)

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

Apontamentos  Acetatos: 1. 

 

4ª Aula (20 de Setembro de 2006)

Equações de Cauchy-Riemann. Condições necessárias e suficientes para a diferenciabilidade pontual. Definição de funções analíticas (ou holomorfas). Funções trigonométricas e hiperbólicas.

Apontamentos  Acetatos: 1.  2.  3.  4.

 

5ª Aula (22 de Setembro de 2006)

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

Apontamentos  Acetatos: 1.  2.  3. 

 

6ª Aula (25 de Setembro de 2006)

Analiticidade das funções logaritmo. Exponenciação com base e expoente complexos. Funções trigonométricas inversas.

Apontamentos  Acetatos: 1.  2.  3.

 

7ª Aula (27 de Setembro de 2006)

Integração de funções complexas de variável real. Definição e propriedades do integral de caminho de funções complexas de variável complexa.

Apontamentos  Acetatos: 1.  2.  3.  4.  5.  6.

 

8ª Aula (29 de Setembro de 2006)

Integrais de funções derivadas. Teorema de Cauchy. Consequências do Teorema de Cauchy.

Apontamentos  Acetatos: 1.  2.  2. 

 

9ª Aula ( 2 de Outubro de 2006)

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

Apontamentos  Acetatos: 1.  2.  3.  4.  5.

 

10ª Aula ( 4 de Outubro de 2006)

Convergência uniforme de séries de funções. Séries de potências.

Apontamentos  Acetatos: 1.  2.  3.

 

11ª Aula ( 6 de Outubro de 2006)

 Séries de potências. Série de Taylor.

Apontamentos  Acetatos: 1.  2.

 

12ª Aula ( 9 de Outubro de 2006)

Séries de Laurent. Teorema dos Resíduos.

Apontamentos  Acetatos: 1.  2. 

 

13ª Aula (11 de Outubro de 2006)

Continuação da aula anterior. Classificação de singularidades isoladas..

Apontamentos  Acetatos: 1.  2.  3.

 

14ª Aula (13 de Outubro de 2006)

Cálculo de Resíduos em pólos. Aplicações do Teorema dos Resíduos: integrais de funções trigonométricas.

 Apontamentos   Acetatos:  0. 1.  2.

 

15ª Aula (16 de Outubro de 2006)

Aplicações do Teorema dos Resíduos: integrais de funções racionais; Lema de Jordan.

Apontamentos  Acetatos: 1.  2.  3.  4. 

 

16ª Aula (18 de Outubro de 2006)

Polinómios e séries de Taylor. Teorema de Liouville. Decomposição de funções racionais em fracções simples.

Apontamentos  

 

17ª Aula (20 de Outubro de 2006)

Introdução às equações diferenciais.

Apontamentos  

 

18ª Aula (23 de Outubro de 2006)

Equações diferenciais lineares (ordinárias escalares de primeira ordem).

Apontamentos   Acetatos: 1.  2.  3. 

 

19ª Aula (25 de Outubro de 2006)

Equações diferenciais separáveis. Exemplos de EDO separáveis. Soluções gerais. Intervalos máximos de definição e explosões.

Apontamentos  Acetatos: 1.

 

20ª Aula (27 de Outubro de 2006)

Equações exactas. Equações redutíveis a exactas com factor de integração dependendo de uma só variável

Apontamentos  Acetatos: 1.  2.

 

21ª Aula (30 de Outubro de 2006)

Equações redutíveis a exactas (continuação). Mudanças de variáveis. Equações de Bernoulli. Equações homogéneas.

Apontamentos  Acetatos: 1.  2.  3. 

 

22ª Aula ( 6 de Novembro de 2006)

Campos de direcções. Método de Euler. Problema da existência e unicidade de soluções; exemplos.

Apontamentos  

 

23ª Aula ( 8 de Novembro de 2006)

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

Apontamentos  Acetatos: 1.  2.  3.  4.

 

24ª Aula (10 de Novembro de 2006)

EDO’s de 1ª ordem vectoriais. Sistemas de equações lineares. Exponencial de uma matriz. Funções matriciais. Derivação de exponenciais de matrizes.

Apontamentos  Acetatos: 1.  2.  3.  4.  5. 

 

25ª Aula (13 de Novembro de 2006)

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

Apontamentos  Acetatos: 1.  2.  3. 

 

26ª Aula (15 de Novembro de 2006)

Exponenciais de matrizes semelhantes. Exponenciais de matrizes diagonalizáveis. Exponencial de matrizes formadas por blocos sobre a diagonal. Blocos Jordan. Matrizes na forma canónica de Jordan.

Apontamentos  Acetatos: 1.  2.  3.  4.  5.  6.

 

27ª Aula (17 de Novembro de 2006)

Continuação da aula anterior; exemplos. Fórmula da variação das constantes para sistemas de equações de 1ª ordem.

Apontamentos  Acetatos: 1.  2.  3. 

 

28ª Aula (20 de Novembro de 2006)

Equações diferenciais de ordem n. Existência e unicidade de soluções em problemas com valore iniciais. Operadores diferenciais lineares de coeficientes constantes. Solução da equação linear homogénea de ordem n.

Apontamentos  Acetatos: 1. 2. 

 

29ª Aula (22 de Novembro de 2006)

Solução da equação linear homogénea de ordem n; exemplos. Equação linear não homogénea; método dos coeficientes indeterminados.

Apontamentos  Acetatos: 1. 

 

30ª Aula (24 de Novembro de 2006)

Equação linear não homogénea. Matriz Wronskiana. Independência linear de funções. Fórmula da variação das constantes para equações lineares escalares de ordem n.

 Apontamentos   Acetatos: 1.  2.  3.

 

31ª Aula (27 de Novembro de 2006)

O oscilador ressonante. Métodos de redução de ordem. O pêndulo não linear.

 Apontamentos   Acetatos: 1.  2.

 

32ª Aula (29 de Novembro de 2006)

Equação do Calor. Método da separação de variáveis. Condições fronteira de Dirichlet.

 Apontamentos 

 

33ª Aula ( 4 de Dezembro de 2006)

Equação do Calor. Método da separação de variáveis. Condições fronteira de Neumann e condições fronteira periódicas. Introdução à representação de funções por séries trignométricas.

 Apontamentos  Acetatos: 1.

 

 34ª Aula ( 6 de Dezembro de 2006)

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

 (ver apontamentos da última aula)  Acetatos: 1.   2.

 

 35ª Aula ( 11 de Dezembro de 2006)

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

 Apontamentos  Acetatos: 1.  2.  3.  4. 

 

 36ª Aula ( 13 de Dezembro de 2006)

Interpretação geométrica da difusão. Equação das ondas; separação de variáveis; sobreposição de harmónicos; modos de vibração; solução de D’Alembert.

 Apontamentos  Acetatos: 1.  2.  3.  4. 

 

 37ª Aula ( 15 de Dezembro de 2006)

Solução de D’Alembert. Propagação de ondas; reflexão com inversão na fronteira. Equação de Laplace; relação com as funções analíticas no plano complexo; problema de Dirichlet no círculo e em domínios transformados conformemente.

 Apontamentos  Acetatos: 1.

 

 38ª Aula ( 18 de Dezembro de 2006)

Equação de Laplace; problema de Dirichlet no rectângulo; separação de variáveis.  Separação de variáveis e séries de Fourier em dimensões superiores.  

 Apontamentos   Acetatos: 1. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


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