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Docencia

Una ecuación que ilumina

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Una y otra vez surgen la misma pregunta: ¿las matemáticas, para qué? Pues bien, todavía en periodo estival, y como anticipo para los futuros ingenieros, un ejemplo de para qué les pueden servir las matemáticas.

Solidangle es una empresa que se dedica a iluminar. En el video nos muestran su trabajo que acompañan a los efectos visuales de películas de la factoría Sony Pictures Imageworks, Framestore, The Mill and Digic Pictures. Como bien nos dicen, sus trabajadores lo componen ingenieros y matemáticos, en unión: un aporte que subraya la importancia de la investigación e innovación.

Bioinformática y Neurociencia

bioinf-neuroEl pasado 23 de mayo organizamos un conferencia sobre Bioinformática y Neurociencia.

El profesor brasileño Marcelo Cairrao Araújo impartió una charla para analizar los avances y desarrollos en el campo de la Bioinformática y la Neurociencia

Marcelo Cairrao Araújo, profesor de la Universidad Federal de Pernambuco y doctor en Psicobiología, ha impartido una charla en el Aula Juzgado de la UCAM Universidad Católica San Antonio de Murcia sobre Neurociencia y Bioinformática en una actividad organizada por el Grado en Ingeniería Informática. Con su ponencia, ha dado a conocer los avances que se están produciendo en la Bioinformática dentro del campo de la Neurociencia.
Para ello, el profesor Marcelo Cairrao ha hecho especial énfasis en el funcionamiento del cerebro y los circuitos neuronales que nos hacen percibir todo lo que tenemos a nuestro alrededor: «Lo nuevo es potencialmente peligroso y por eso el sistema nervioso computa toda la información pero destaca todo aquello que es diferente. Conocer estos sistemas nos ayuda a saber cómo se toman las decisiones».

Esta charla ha sido un paso más en la sinergia que se produce ya entre la UCAM y la Universidad Federal de Pernambuco abriendo así el camino para futuras colaboraciones entre ambas universidades en el campo de la Biomedicina.

Stewart Calculus

stewartcalculusLos libros de Stewart son muy buenos, en particular los de Calculus ofrecen a los estudiantes de ingenierías de primero de universidad o preuniversitarios, los conocimientos necesarios y suficientes para llevar las asignaturas de cálculo con facilidad. Facilidad dentro de lo condensado del temario y la escasa dedicación que dejan los créditos actuales. Nos quejamos del deficiente nivel en matemáticas que traen nuestros alumnos, al tiempo que los créditos de matemáticas en las ingenierías bajan como la espuma: incongruencias típicas del momento en que vivimos.

¿Que podemos hacer?, invitar a nuestros alumnos a documentarse más allá de esperar que le demos los apuntes escritos. Apuntes que no pueden contener todas las explicaciones que quisiéramos, ni todas las necesidades que nuestros alumnos nos demandan. Es de agradecer el esfuerzo de las editoriales en proveer de documentos y complementos que ayuden a los estudiantes, de manera libre como encontraréis buceando en los enlaces de la web de Stewart Calculus.

Ecuación diferencial de Bernoulli

Una ecuación diferencial de la forma $$y’+a(x)y=b(x)y^n$$ se denomina ecuación de Bernoulli. Hace referencia al mayor de los Bernoulli, Jakob(1654-1705), de cuya familia tenemos amplios conocimientos en las matemáticas. Jakob la mostró en 1695 en «Explicationes, Annotationes & Additiones ad ea, quae in Actis sup. anni de Curva Elastica, Isochrona Paracentrica, & Velaria, hinc inde memorata, & paratim controversa legundur; ubi de Linea mediarum directionum, alliisque novis», Acta Eruditorum.

Un curiosidad de esta ecuación es que si $n>1$ podemos considerar $z=y^{1-n}$, resulta $z’=-\frac{n-1}{y^n}y’$, y la ecuación anterior se puede expresar como $$z’+(1-n)a(x)z=(1-n)b(x),$$ una ecuación diferencial lineal.

Esta sustitución se le ocurrió a Leibniz, mentor de los hermanos Jakob y Johann(quien también la había resuelto, pero por otro método), en 1696. El inconveniente es que eliminamos las solución singular $y=0$, pero teniéndolo en cuenta podemos utilizar este método.

Por ejemplo en el siguiente problema: El modelo de crecimiento de von Bertalanffy, plantea un modelo matemático de la población de peces, en concreto la predicción del crecimiento de un tipo de pez: $$\frac{dW}{dt}=\alpha W^{\frac{2}{3}}-\beta W,$$ donde $W=W(t)$ representa el peso del un pez, y $\alpha$ y $\beta$ son constantes positivas.

Como el problema presenta una ecuación de Bernoulli, podemos resolver fácilmente preguntas del tipo: la solución general de la ecuación, el peso límite del pez ($W_\infty=\lim_{t\to\infty}W(t)$), o una solución para el problema de valor inicial $W(0)=0$. Como veis, una potente herramienta.