Perfilado de sección


    • El contenido de esta asignatura se corresponde con un curso básico de Álgebra Lineal. El Álgebra Lineal es un componente fundamental de la enseñanza de las matemáticas en los estudios de grado de ciencias e ingeniería. Desde el punto de vista práctico, la teoría de matrices y los conceptos esenciales relacionados con los espacios vectoriales aportan un lenguaje y un potente marco computacional para modelar y resolver muy diversos problemas de ingeniería. Por otra parte, desde el punto de vista teórico, el Álgebra Lineal es una valiosa introducción a la abstracción matemática y al razonamiento lógico. 

      Los objetivos del curso son:

      - Determinar la existencia y unicidad de soluciones de un sistema de ecuaciones lineales.
      - Resolver sistemas de ecuaciones lineales de dimensión grande mediante métodos numéricos.
      - Conocer la estructura de espacio vectorial.
      - Conocer el concepto de base de un espacio vectorial y saber cambiar de base.
      - Caracterizar los subespacios vectoriales mediante ecuaciones paramétricas o implícitas.
      - Obtener la suma y la intersección de subespacios vectoriales.
      - Conocer las aplicaciones lineales entre espacios vectoriales y el concepto de matriz asociada a una aplicación lineal.
      - Conocer la "utilidad" geométrica de las aplicaciones lineales y resolver ejercicios geométricos sencillos.
      - Conocer los conceptos de producto escalar y espacio euclídeo.
      - Saber obtener bases ortonormales en un espacio euclídeo.
      - Calcular la proyección ortogonal de un vector sobre un subespacio en un espacio euclídeo.
      - Conocer y aplicar la regresión por mínimos cuadrados en un espacio euclídeo.
      - Calcular valores y vectores propios y entender su significado.
      - Saber cuáles son las condiciones necesarias y suficientes para que un endomorfismo sea diagonalizable.
      - Saber diagonalizar los endomorfismos diagonalizables.
      - Conocer los conceptos de forma bilineal y forma cuadrática.
      - Saber diagonalizar y clasificar una forma cuadrática.

    • 1. Tema 1: Sistema de ecuaciones lineales y matrices
      1.1. Introducción
      1.2. Resolución de sistemas lineales: el método Gauss
      1.3. Sistemas homogéneos
      1.4. Rango de una matriz. Teorema de Rouche
      1.5. Operaciones sobre matrices
      1.6. Métodos numéricos para resolver sistemas lineales

      2. Tema 2: Determinantes
      2.1. Introducción
      2.2. Desarrollo de un determinante a partir de los elementos de una línea
      2.3. Cálculo de un determinante mediante operaciones elementales
      2.4. Propiedades de los determinantes
      2.5. Aplicaciones de los determinantes

      3. Tema 3: Espacios vectoriales
      3.1. Introducción
      3.2. Definición de espacio vectorial
      3.3. Subespacios vectoriales
      3.4. Base y dimensión de un espacio vectorial
      3.5. Cambio de base
      3.6. Ecuaciones paramétricas e implícitas de un subespacio vectorial
      3.7. Intersección y suma de subespacios. Suma directa

      4. Tema 4: Aplicaciones lineales
      4.1. Introducción
      4.2. Definición y propiedades
      4.3. Imagen, núcleo y rango de una aplicación lineal
      4.4. Isomorfismos
      4.5. Cambio de base

      5. Tema 5: Espacio euclídeo
      5.1. Introducción
      5.2. Definición de producto escalar y de espacio euclídeo
      5.3. Bases ortogonales y ortonormales
      5.4. Proyección ortogonal
      5.5. Aproximación por mínimos cuadrados
      5.6. Método de ortonormalización del Gram-Schmidt
      5.7. Producto vectorial y producto mixto

      6. Tema 6: Diagonalización de endomorfismos
      6.1. Introducción
      6.2. Definición de valor propio y vector propio de un endomorfismo
      6.3. Diagonalización de un endomorfismo
      6.4. Propiedades de los valores propios
      6.5. Diagonalización ortogonal de matrices simétricas

      7. Formas bilineales y formas cuadráticas
      7.1. Introducción
      7.2. Formas bilineales
      7.3. Formas cuadráticas
      7.4. Diagonalización de una forma cuadrática real
      7.5. Clasificación de las formas cuadráticas reales

    • Presentaciones

      • MC-P-001. Breve historia del Álgebra Lineal (PDF).
      • MC-P-002. Tema 1: Sistemas de ecuaciones lineales y matrices (PDF).
      • MC-P-003. Tema 2: Determinantes (PDF).
      • MC-P-004. Tema 3: Espacios vectoriales (PDF).
      • MC-P-005. Tema 4: Aplicaciones lineales (PDF).
      • MC-P-006. Tema 5: Espacio euclídeo (PDF).
      • MC-P-007. Tema 6: Diagonalización de endomorfismos (PDF).
      • MC-P-008. Tema 7: Formas bilineales y formas cuadráticas (PDF).
    • EJERCICIOS

      • EC-E-001. Tema 1: Sistemas de ecuaciones lineales y matrices (PDF).
      • EC-E-002. Tema 2: Determinantes (PDF).
      • EC-E-003. Tema 3: Espacios vectoriales (PDF).
      • EC-E-004. Tema 4: Aplicaciones lineales (PDF).
      • EC-E-005. Tema 5: Espacio euclídeo (PDF).
      • EC-E-006. Tema 6: Diagonalización de endomorfismos (PDF).
      • EC-E-007. Tema 7: Formas bilineales y formas cuadráticas (PDF).
      • EC-E-008. Soluciones (PDF).

      CUESTIONARIOS

      • EC-C-001. Tema 1: Sistemas de ecuaciones lineales y matrices (PDF).
      • EC-C-002. Tema 2: Determinantes (PDF).
      • EC-C-003. Tema 3: Espacios vectoriales (PDF).
      • EC-C-004. Tema 4: Aplicaciones lineales (PDF).
      • EC-C-005. Tema 5: Espacio euclídeo (PDF).
      • EC-C-006. Tema 6: Diagonalización de endomorfismos (PDF).
      • EC-C-007. Tema 7: Formas bilineales y formas cuadráticas (PDF).
      • EV-EX-001. Exámenes del curso 2021-22 (PDF).
      • EV-EX-002. Exámenes del curso 2022-23 (PDF).
      • EV-EX-003. Exámenes del curso 2023-24 (PDF).
    • FUNCIONES Y SCRIPTS DE MATLAB

      • O-MAT-001. Método de Gauss (gauss.m). 
      • O-MAT-002. Método de Gauss programado a “alto nivel” (gauss_MATLAB.m). 
      • O-MAT-003. Método de Gauss con pivote (gauss_piv.m). 
      • O-MAT-004. Metodo de Gauss con pivote programado a “alto nivel” (gauss_piv_MATLAB.m
      • O-MAT-005. Resolución de Ax=b, mediante la factorización FA=LU (LU_piv.m). 
      • O-MAT-006. Resolución de Ax=b, mediante la factorización FA=LU programado a alto nivel (LU_piv_MATLAB.m). 
      • O-MAT-007. Justificación de la factorización FA=LU (“live script”) (demo_LU.mlx). 
      • O-MAT-008. Justificación de la factorización FA=LU (versión PDF) (demo_LU.pdf). 
      • O-MAT-009. Ejemplo de aplicación lineal: rotación en el plano (rot_cuadrado.m). 
      • O-MAT-010. Imagen y núcleo de una aplicación lineal (ejemplo_ker_im.m). 
      • O-MAT-011. Proyección ortogonal (proyec_ortog.m). 
      • O-MAT-012. Funciones auxiliares (intercambio de filas.m, gen_mat_P_L.m).