Sistemas de congruencias lineales (parte 1) - [Detalles]
En este apartado se aborda el tema de sistemas de congruencias lineales de una variable (en la parte 2 la generalización) cuando los módulos no son necesariamente primos relativos (condición necesaria para el teorema chino del residuo), contiene demostraciones de teoremas y proposiciones, junto con definiciones y problemas resueltos. Este tema corresponde a la Unidad 2 "Congruencias", del curso de Teoría de los Números I. Además, se presenta un código implementado en Python para resolver sistemas de congruencias lineales de una variable y algunos ejercicios para que el alumno ponga en práctica lo aprendido.
Sistemas de congruencias lineales (parte 2) - [Detalles]
En este apartado se aborda el tema de sistemas de congruencias lineales de 2 o más variables (de una variable en la parte 1) cuando los módulos no son necesariamente primos relativos (condición necesaria para el teorema chino del residuo), contiene demostraciones de teoremas y proposiciones, junto con definiciones y problemas resueltos. Este tema corresponde a la Unidad 2 "Congruencias", del curso de Teoría de los Números I. Además, se presenta un código implementado en Python para resolver sistemas de congruencias lineales de n variables y algunos ejercicios para que el alumno ponga en práctica lo aprendido.
Introducción a los sistemas de ecuaciones lineales - [Detalles]
Damos la definición de una ecuación lineal y damos ejemplos de cuales no son ecuaciones lineales. Definimos un sistema de ecuaciones lineales como un conjunto de ecuaciones lineales. Finalmente se da la definición y un ejemplo de solución al sistema de ecuaciones lineales.
Sistemas de ecuaciones lineales y sistemas homogéneos asociados - [Detalles]
Definimos sistemas de ecuaciones lineales y homogéneos. Vemos que se pueden expresar en términos matriciales. Probamos el principio de superposición.
Linealización de los puntos de equilibrio de sistemas no lineales - [Detalles]
Se presenta el proceso de linearización como método para estudiar el plano fase de sistemas no lineales alrededor de los puntos de equilibiro de dichos sistemas
Sistemas de ecuaciones lineales - [Detalles]
Hablamos de sistemas de ecuaciones lineales y qué quiere decir resolverlos. Vemos su forma matricial y una aplicación a sistemas de 2x2.
Sistemas de $2 imes 2$ y su geometría - [Detalles]
Se da una representación geométrica para las ecuaciones lineales y los sistemas de ecuaciones lineales de 2x2. También se explica la representación geométrica de las soluciones para un sistema de ecuaciones lineales de 2x2.
Mini-cuestionario: Regla de Cramer para ecuaciones lineales - [Detalles]
Correspondiente a la Unidad VI "Sistemas de ecuaciones lineales" del curso de Algebra Superior I, este cuestionario está diseñado para que el alumno utilice la regla de Cramer y resuelva sistemas de ecuaciones lineales.
Mini-cuestionario: Reducción Gaussiana para ecuaciones lineales - [Detalles]
Correspondiente a la Unidad VI "Sistemas de ecuaciones lineales" del curso de Algebra Superior I, este cuestionario está diseñado para que el alumno resuelva sistemas de ecuaciones lineales utilizando la reducción Gaussiana.
Introducción a sistemas de ecuaciones diferenciales de primer orden (Parte 2) - [Detalles]
Hablamos un poco del problema de condición inicial para sistemas de ecuaciones de primer orden, así como del Teorema de existencia y unicidad correspondiente, tanto en una versión general como en su versión para sistemas de ecuaciones lineales homogéneas.
Reducción gaussiana en sistemas lineales $AX=b$ - [Detalles]
Aplicamos el algoritmo de reducción gaussiana en sistemas lineales de la forma AX=b para llevarlos a un sistema más sencillo y con las mismas soluciones.
Sistemas de ecuaciones lineales con coeficientes constantes. Eliminación de variables (Ejemplos) - [Detalles]
Empleamos el método de eliminación de variables que desarrollamos en el video anterior para resolver un par de ejemplos de sistemas lineales con coeficientes constantes.
Teorema de existencia y unicidad para sistemas lineales homogéneos con coeficientes constantes - [Detalles]
Probamos el teorema de existencia y unicidad para sistemas lineales homogéneos con coeficientes constantes.
Teorema de existencia y unicidad para sistemas lineales no homogéneos con coeficientes constantes - [Detalles]
Probamos el teorema de existencia y unicidad para sistemas lineales NO homogéneos con coeficientes constantes.
Sistemas lineales homogéneos con coeficientes constantes. Valores propios distintos (Ejemplos) - [Detalles]
Resolvemos un par de ejemplos de sistemas lineales homogéneos con coeficientes constantes cuando los valores propios de la matriz asociada son reales y distintos.
Sistemas lineales homogéneos con coeficientes constantes. Valores propios complejos (Ejemplos) - [Detalles]
Resolvemos un par de ejemplos de sistemas lineales homogéneos con coeficientes constantes cuando los valores propios de la matriz asociada son complejos.
Plano fase para sistemas lineales con valores propios reales distintos no nulos - [Detalles]
Analizamos el plano fase para sistemas lineales con valores propios reales distintos no nulos, dependiendo del signo de los valores propios.
Plano fase para sistemas lineales con valores propios complejos - [Detalles]
Analizamos el plano fase para sistemas lineales con valores propios complejos, dependiendo del signo de la parte real de los valores propios.
Plano fase para sistemas lineales con valores propios repetidos - [Detalles]
Analizamos el plano fase para sistemas lineales con valores propios repetidos, dependiendo si la matriz asociada al sistema es diagonalizable o no.
Plano fase para sistemas lineales con cero como valor propio - [Detalles]
Analizamos el plano fase para sistemas lineales tales que tienen al menos un valor propio igual a cero.
Sistemas de ecuaciones no lineales. Linealización de puntos de equilibrio - [Detalles]
Comenzamos el estudio cualitativo a los sistemas de dos ecuaciones no lineales. Linealizamos el sistema en sus puntos de equilibrio y estudiamos el comportamiento de las soluciones cerca de estos.
Sistemas de ecuaciones no lineales. Linealización de puntos de equilibrio (Ejemplos) - [Detalles]
Analizamos el plano fase de un par sistemas no lineales, después de linealizar el sistema cerca de los puntos de equilibrio.
Valores y vectores propios para resolver sistemas lineales - [Detalles]
Se desarrolla la teoría preliminar hacía el método de valores y vectores propios para resolver sistemas lineales homogéneos, así mismo se hace un breve repaso sobre éstos conceptos desde una perspectiva del álgebra lineal
Sistemas lineales no homogéneos – Método de variación de parámetros - [Detalles]
Se presenta una generalización del método de variación de parámetros para resolver sistemas de ecuaciones diferenciales lineales de primer orden no homogéneas con coeficientes constantes
Teorema de existencia y unicidad para sistemas lineales - [Detalles]
Se demuestra el teorema de existencia y unicidad para los casos particulares en los que los sistemas de ecuaciones diferenciales son lineales con coeficientes constantes tanto homogéneos como no homogéneos
Teorema de existencia y unicidad para sistemas de ecuaciones diferenciales de primer orden - [Detalles]
Se hace un generalización de la teoría preliminar vista en el teorema de existencia y unicidad de Picar-Lindelöf y se demuestra el teorema de existencia y unicidad para el caso general, es decir, para sistemas de ecuaciones diferenciales de primer orden tanto lineales como no lineales
Teoría cualitativa de los sistemas lineales homogéneos – Valores propios reales y distintos - [Detalles]
Se desarrolla la teoría cualitativa de los sistemas compuestos por dos ecuaciones diferenciales lineales de pimer orden en el caso en el que los valores propios son reales y distintos
Teoría cualitativa de los sistemas lineales homogéneos – Valores propios complejos - [Detalles]
Se desarrolla la teoría cualitativa de los sistemas compuestos por dos ecuaciones diferenciales lineales de pimer orden en el caso en el que los valores propios son complejos
Teoría cualitativa de los sistemas lineales homogéneos – Valores propios repetidos - [Detalles]
Se desarrolla la teoría cualitativa de los sistemas compuestos por dos ecuaciones diferenciales lineales de pimer orden en el caso en el que los valores propios son repetidos
Teoría cualitativa de los sistemas lineales homogéneos – Valores propios nulos - [Detalles]
Se concluye el estudio de la teoría cualitativa de los sistemas lineales con el caso en el que los valores propios son nulos
Las nulclinas en el estudio cualitativo de los sistemas no lineales - [Detalles]
Se define el concepto de nulclinas y se usan como herramientas para la construcción de un esbozo general del plano fase de los sistemas no lineales
Bifurcaciones en sistemas lineales (Ejemplos) - [Detalles]
Estudiamos algunas familias uniparamétricas de sistemas de ecuaciones de primer orden lineales.
Bifurcaciones en sistemas no lineales (Ejemplos) - [Detalles]
Estudiamos un par de ejemplos de bifurcaciones que ocurren en sistemas no lineales: la bifurcación de punto silla y la bifurcación de Hopf.
Mini-cuestionario: Sistemas de ecuaciones lineales - [Detalles]
Mini-cuestionario para verificar el entendimiento de las definiciones relacionadas con sistemas de ecuaciones lineales
Guía de estudio sobre sistemas de ecuaciones lineales, matrices y determinantes - [Detalles]
Se deja una lista de ejercicios respecto a los temas de matrices y solución a sistemas de ecuaciones lineales. El objetivo de esta lista es que el alumno proporcione ejemplo así como hacer demostraciones para su práctica y así refuerzen su estudio, conocimiento y habilidad en estos temas.
Proyecto: Caminata por el jardín y sistemas lineales en el cubo - [Detalles]
En este proyecto estudiamos los sistemas de ecuaciones lineales en el cubo unitario de altas dimensiones para resolver un problema de geometría discreta.
Sistemas de ecuaciones lineales complejos - [Detalles]
Motivamos el estudio de la solución de sistemas de ecuaciones lineales pero ahora con números complejos, nuestra inspiración fueron algunos métodos que ya conocemos por el estudio en los reales tales como el determinante, substitución o igualando coeficientes.
Sistemas de ecuaciones lineales - [Detalles]
Repasamos sistemas de ecuaciones lineales, matrices elementales y matrices equivalentes por filas. Los relacionamos con matrices invertibles.
Teorema chino del residuo - [Detalles]
En este apartado se demuestra el teorema chino del residuo, el cual sirve para resolver sistemas de congruencias lineales, todo acompañado de demostraciones de lemas, corolarios y otros teoremas, así como de definiciones y problemas resueltos. Este tema corresponde a la Unidad 2 "Congruencias", del curso de Teoría de los Números I. Además, se presenta un código en Python implementando el teorema para resolver sistemas de congruencias lineales e incluye algunos ejercicios para que el alumno ponga en práctica lo aprendido.
Definiciones elementales: Problema de condición inicial, ecuaciones lineales y no lineales - [Detalles]
Definimos el problema de condición inicial (o valor inicial) y a las ecuaciones lineales y no lineales.
Resolución de congruencias lineales - [Detalles]
En este apartado se aborda el tema de congruencias lineales y su relación con las ecuaciones diofantinas lineales, contiene demostraciones de teoremas y proposiciones, junto con definiciones y problemas resueltos. Este tema corresponde a la Unidad 2 "Congruencias", del curso de Teoría de los Números I. Además, se presenta un código implementado en Python para resolver congruencias lineales y algunos ejercicios para que el alumno ponga en práctica lo aprendido.
Introducción a sistemas de ecuaciones diferenciales de primer orden (Parte 1) - [Detalles]
Damos las primeras definiciones acerca de sistemas de ecuaciones de primer orden y mostramos dos ejemplos de problemas donde los sistemas aparecen.
Bases numéricas, Sistemas numéricos, base b a base 10 - [Detalles]
Sistemas numéricos, base b a base 10 – Bases numéricas: conversión entre sistemas numéricos; de base b a base 10.
Sistemas completos de residuos - [Detalles]
En este apartado se abordan los temas de sistemas representantes y sistemas completos de residuos, acompañado de demostraciones de teoremas y proposiciones, así como de definiciones y problemas resueltos. Este tema corresponde a la Unidad 2 "Congruencias", del curso de Teoría de los Números I. Además, se presenta un código implementado en Python para verificar si un conjunto es un sistema completo de residuos con respecto a n, e incluye algunos ejercicios para que el alumno ponga en práctica lo aprendido.
Problemas de sistemas de ecuaciones y forma escalonada reducida - [Detalles]
Ejercicios resueltos de sistemas de ecuaciones lineales consistentes y equivalentes. Ejemplos de matrices en forma escalonada reducida.
Problemas de sistemas de ecuaciones e inversas de matrices - [Detalles]
Resolvemos cuatro problemas usando el método de reducción gaussiana. Dos de ellos son de resolver sistemas lineales y dos de encontrar inversas de matrices.
Determinantes en sistemas de ecuaciones lineales y regla de Cramer - [Detalles]
Aplicamos teoría de determinantes en sistemas de ecuaciones. Calculamos el rango a partir de subdeterminantes. Vemos la regla de Cramer y ejemplos.
Sistemas lineales homogéneos con coeficientes constantes. Matriz no diagonalizable (Ejemplos) - [Detalles]
Resolvemos un par de ejemplos de sistemas cuya matriz asociada tiene valores propios repetidos y NO es diagonalizable.
Método de variación de parámetros para sistemas lineales no homogéneos (Ejemplos) - [Detalles]
Resolvemos un par de ejemplos de sistemas no homogéneos por el método de variación de parámetros.
Plano fase para sistemas lineales con valores propios reales distintos no nulos (Ejemplos) - [Detalles]
Resolvemos y dibujamos el plano fase para algunos sistemas cuyos valores propios son reales distintos y no nulos.
Plano fase para sistemas lineales con valores propios complejos (Ejemplos) - [Detalles]
Resolvemos y dibujamos el plano fase para algunos sistemas cuyos valores propios son complejos.
Plano fase para sistemas lineales con valores propios repetdos (Ejemplos) - [Detalles]
Resolvemos y dibujamos el plano fase para algunos sistemas que tienen un único valor propio.
Plano fase para sistemas lineales con cero como valor propio (Ejemplos) - [Detalles]
Resolvemos y dibujamos el plano fase para algunos sistemas que tienen al menos un valor propio igual a cero.
Sistemas de ecuaciones diferenciales - [Detalles]
Se presenta una introducción a los sistemas de ecauciones diferenciales compuestos por varias ecuaciones diferenciales lineales de primer orden
Soluciones a sistemas de ecuaciones diferenciales - [Detalles]
Se estudian las propiedades de las soluciones a los sistemas lineales tanto homogéneos como no homogéneos
Mini-cuestionario: Sistemas de ecuaciones lineales no homogéneos - [Detalles]
Mini-cuestionario para verificar el entendimiento de cómo usar el procedimiento de reducción gaussiana para resolver sistemas de ecuaciones no homogéneos
Diapositivas sobre sistemas de ecuaciones lineales, sus soluciones y su matriz de coeficientes - [Detalles]
Comenzamos el tema con la definición de lo que es un sistema de ecuaciones lineal,; hablamos un poco sobre las soluciones de estos sistemas, su geometría e interpretación analítica y cualitativa. Damos un repaso al tema de matrices, recordeando las operaciones elementales, las operaciones renglón y asociamos en una matriz los coeficientes del sistema de ecuaciones lineal.
Cuestionario sobre sistemas de ecuaciones lineales y espacios vectoriales - [Detalles]
Se deja un cuestionario electrónico para que el alumno refuerce sus conocimientos en cuanto a matrices (operaciones y determinantes) y para solucionar sistemas de ecuaciones. Al realizarlo arroja una calificación evaluando su desempeño, así mostrando en que áreas necesitaría volver a repasar y seguir estudiando.
Mini-cuestionario: Determinantes en sistemas de ecuaciones lineales y regla de Cramer - [Detalles]
Mini-cuestionario para verificar el entendimiento de cómo los determinantes ayudan a resolver sistemas de ecuaciones.
Problemas de sistemas de ecuaciones complejos y forma polar - [Detalles]
Resolvemos una serie de problemas de sistemas de ecuaciones lineales con números complejos, asi también enunciamos la relga de Kramer para la resolución de estos problemas.
Operaciones elementales renglón - [Detalles]
Se definen sistemas de ecuaciones lineales equivalentes, y se da un teorema que demuestra que aplicar operaciones elementales a un sistema, resulta en un sistema equivalente. Finalmente explicamos como al usar operaciones elementales se puede resolver un sistema de ecuaciones lineales.
Exponencial de una matriz y matriz fundamental de soluciones - [Detalles]
Se define el concepto de exponencial de una matriz y se ve su utilidad en los sistema lineales además de probar que es una matriz fundamental de soluciones a estos sistemas lineales
Método de eliminación de variables - [Detalles]
Se presenta un primer método sencillo para resolver sistemas lineales compuestos de pocas ecuaciones diferenciales lineales de primer orden tanto homogéneas como no homogéneas
Ecuaciones lineales y congruencias - primeros ejemplos - [Detalles]
Repasamos brevemente que es una ecuación lineal y definimos las ecuaciones lineales modulo "m" de una variable. Vemos cuales son los posibles valores que pueden solucionar nuestra ecuación lineal y algunos ejemplos de cuáles serían las soluciones a algunas ecuaciones lineales.
Ecuaciones diofantinas lineales - [Detalles]
En este apartado se aborda el tema de ecuaciones diofantinas lineales y se emplea el algoritmo de Euclides para resolverlas, acompañado de demostraciones, definiciones y problemas resueltos. Este tema corresponde a la Unidad 1 "Divisibilidad", del curso de Teoría de los Números I. Además, se presenta un código implementado en Python para resolver dos casos particulares de ecuaciones diofantinas lineales y se incluyen algunos ejercicios para que el alumno ponga en práctica lo aprendido.
Introducción a sistemas de ecuaciones diferenciales de primer orden (Parte 3) - [Detalles]
Escribimos a los sistemas en forma de matrices. Además transformamos una ecuación de orden n en un sistema de n ecuaciones diferenciales.
Introducción al teorema de existencia y unicidad para sistemas de ecuaciones de primer orden - [Detalles]
Enunciamos el teorema de existencia y unicidad para sistemas de ecuaciones de primer orden y damos los primeros detalles para la demostración de dicho teorema.
Teorema de existencia y unicidad para sistemas de ecuaciones de primer orden. Prueba de existencia - [Detalles]
Demostramos la existencia de una solución al problema de condición inicial para sistemas de ecuaciones de primer orden.
Teorema de existencia y unicidad para sistemas de ecuaciones de primer orden. Prueba de unicidad - [Detalles]
Demostramos la unicidad de la solución al problema de condición inicial para sistemas de ecuaciones de primer orden.
Puntos de equilibrio de sistemas de ecuaciones de primer orden - [Detalles]
Definimos los puntos de equilibrio para sistemas de ecuaciones de primer orden, y revisamos algunos ejemplos.
Estabilidad de puntos de equilibrio para sistemas de ecuaciones de primer orden - [Detalles]
Revisamos los conceptos de puntos de equilibrio estables, asintóticamente estables e inestables para sistemas de ecuaciones de primer orden.
Sistemas autónomos, puntos de equilibrio y su estabilidad - [Detalles]
Se presentan formalmente los conceptos básicos sobre la teoría cualitativa de los sistemas de ecuaciones diferenciales
Sistemas hamiltonianos - [Detalles]
Definimos y estudiamos a detalle a los sistemas hamiltonianos y sus principales propiedades.
Sistemas hamiltonianos (Ejemplos) - [Detalles]
Estudiamos un par de sistemas hamiltonianos y esbozamos sus planos fase respectivos.
Sistemas gradiente - [Detalles]
Estudiamos a los sistemas gradiente y sus principales propiedades. Además encontramos funciones de Lyapunov para puntos de equilibrio que sean mínimos locales estrictos de la función G que define al sistema.
Sistemas gradiente (ejemplos) - [Detalles]
Estudiamos a detalle un par de sistemas gradiente.
Introducción a las bifurcaciones en sistemas de dos ecuaciones de primer orden - [Detalles]
Damos una breve introducción a las bifurcaciones en sistemas de dos ecuaciones de primer orden.
Sistemas de coordenadas en el espacio. Cartesianas, coordenadas cilíndricas y coordenadas esféricas - [Detalles]
Damos una pequeña presentación de los tres principales sistemas de coordenadas tridimensionales: Cartesianas, esféricas y cilíndricas. Igualmente hablamos sobre las ventajas de cada sistema de coordenadas.
Cambio de coordenadas. La superficie del cono en coordenadas esféricas cilíndricas y cartesianas - [Detalles]
Damos la representación para la superficie de un cono en los tres sistemas de coordenadas que hemos estudiado: cartesianas, cilíndricas y esféricas. Vemos que en algunos sistemas de coordenadas es más facil o sencillo representar la superficie del cono.
La matriz de coeficientes de un sistema de ecuaciones - [Detalles]
Explicamos y definimos una matriz de tamaño NxM (arreglos rectangulares de números). Damos la representación matricial de un sistema lineal, la cual es una matriz conformada por los coeficientes del sistema (matriz de coeficientes). Definimos la matriz aumentada y explicamos como usarla para resolver sistemas lineales.
Analisis cualitativo de sistemas de ecuaciones lineales - [Detalles]
Discutimos una serie de observaciones con las cuales podemos describir un sistema lineal sin resolverlo directamente. También se demuestra que un sistema lineal tiene una única solución, infinitas soluciones, o ninguna solución.
Sistemas de ecuaciones lineales con coeficientes constantes. Método de eliminación de variables - [Detalles]
Resolvemos el sistema lineal (homogéneo y no homogéneo) de dos ecuaciones de primer orden con coeficientes constantes en su forma general por el método de eliminación de variables.
Propiedades de la exponencial de una matriz - [Detalles]
Analizamos las principales propiedades que cumple la exponencial de una matriz cuadrada con coeficientes constantes, además de relacionarla con los problemas de condición inicial para sistemas lineales de primer orden.
Método de valores y vectores propios para sistemas lineales homogéneos con coeficientes constantes - [Detalles]
Encontramos la solución general a un sistema lineal homogéneo con coeficientes constantes en términos de los valores y vectores propios de la matriz asociada A, si esta es diagonalizable.
Sistemas lineales homogéneos con coeficientes constantes. Valores propios complejos - [Detalles]
Analizamos el caso cuando la matriz asociada al sistema tiene valores propios complejos. Encontramos dos soluciones reales dada una solución compleja formada con un valor y un vector propios complejos.
Sistemas lineales homogéneos con coeficientes constantes. Valores propios repetidos y diagonalizable - [Detalles]
Consideramos el caso cuando la matriz asociada al sistema homogéneo con coeficientes constantes es diagonalizable y tiene valores propios repetidos. Además resolvemos un par de ejemplos.
Sistemas lineales homogéneos con coeficientes constantes. Matriz no diagonalizable - [Detalles]
Consideramos el caso cuando la matriz asociada al sistema tiene valores propios repetidos y NO es diagonalizable. Definimos a los vectores propios generalizados de una matriz, desarrollamos un algoritmo mediante el cual encontramos n soluciones linealmente independientes al sistema, y por tanto la solución general.
Método de variación de parámetros para sistemas lineales no homogéneos - [Detalles]
Desarrollamos el método de variación de parámetros para encontrar una solución particular al sistema lineal no homogéneo con coeficientes constantes.
Sistemas lineales homogéneos con coeficientes constantes – Valores propios distintos - [Detalles]
Se estudia el primer caso del método de valores y vectores propios correspondiente al caso en el que los valores propios de la matriz del sistema lineal son todos reales y distintos
Sistemas lineales homogéneos con coeficientes constantes – Valores propios complejos - [Detalles]
Se continua con el segundo caso del método de valores y vectores propios correspondiente al caso en el que los valores propios de la matriz del sistema son complejos
Sistemas lineales homogéneos con coeficientes constantes – Valores propios repetidos - [Detalles]
Se finaliza el método de valores y vectores propios con el caso en el que los valores propios de la matriz del sistema son algunos repetidos y se presenta el teorema de Cayley-Hamilton
El plano Traza-Determinante - [Detalles]
Toda la teoría desarrollada sobre los sistemas lineales de dos ecuaciones diferenciales de primer orden se resume en el conocido plano Traza-Determinante
Teorema de Poincaré-Bendixson en el plano - [Detalles]
Se enuncia el teorema de Poincaré-Bendixson cuyo resultado permite deducir si los sistemas no lineales estudiados presentan o no soluciones periódicas
Las nulclinas y el plano fase (Ejemplos) - [Detalles]
Mediante el método de las nulclinas esbozamos el plano fase de un par de sistemas de ecuaciones no lineales.
Teorema chino del residuo - [Detalles]
Motivamos la resolución de sistemas lineales de ecuaciones de congruencias y saber si se tienen solución, esto con ayuda del teorema chino del residuo el cual enunciamos y demostramos.
Problemas de vectores, matrices y matrices como transformaciones lineales - [Detalles]
Problemas resueltos de temas básicos de álgebra lineal. Vemos ejemplos de suma de vectores y matrices. Además, hay ejemplos de transformaciones lineales.
Combinaciones lineales - [Detalles]
Definimos combinaciones lineales y espacio generado. Mostramos que el espacio generado por ciertos vectores es el menor subespacio que los contiene.
Transformaciones lineales - [Detalles]
Explicamos la intuición de transformaciones lineales. Damos la definición formal, ejemplos y propiedades básicas. Definimos la imagen y el kernel (núcleo).
Transformaciones lineales y vectores independientes - [Detalles]
Estudiamos el efecto que tienen las transformaciones lineales en bases, en conjuntos generadores y en linealmente independientes.
Cambio de base de transformaciones lineales - [Detalles]
Explicamos cómo un cambio de base de transformaciones lineales afecta la forma matricial de la transformación. Definimos el concepto de matrices similares.
Determinantes de matrices y transformaciones lineales - [Detalles]
Definimos determinantes de matrices y de transformaciones lineales. Vemos ejemplos de ambos y cómo encontrar determinantes de matrices triangulares.
Ecuaciones lineales homogéneas de primer orden: ejemplos - [Detalles]
Resolvemos un par de ejemplos de ecuaciones lineales homogéneas de primer orden.
Ecuaciones lineales no homogéneas de primer orden. Solución por factor integrante (Ejemplos) - [Detalles]
Resolvemos un par de ejemplos de ecuaciones lineales no homogéneas de primer orden, por el método de factor integrante.
Teorema de existencia y unicidad para ecuaciones lineales de primer orden - [Detalles]
Demostramos el Teorema de existencia y unicidad en su versión para ecuaciones lineales de primer orden
Ecuaciones no lineales de primer orden separables - [Detalles]
Comenzamos el estudio a las ecuaciones no lineales considerando el caso de las ecuaciones separables
Ecuaciones lineales homogéneas de segundo orden. Independencia lineal de soluciones - [Detalles]
Terminamos el estudio de las soluciones a ecuaciones lineales homogéneas de segundo orden, con el concepto de dependencia e independencia lineal de soluciones. Estudiamos la relación entre este nuevo concepto con los de conjunto fundamental de soluciones y el Wronskiano.
Ecuaciones diferenciales lineales de primer orden - [Detalles]
Estudio de métodos para resolver ecuaciones diferenciales lineales de primer orden homogéneas y no homogéneas
Ecuaciones diferenciales lineales de primer orden y el teorema de existencia y unicidad - [Detalles]
Continuación con el estudio de métodos para resolver ecuaciones diferenciales lineales de primer orden homogéneas y no homogéneas y presentación del teorema de existencia y unicidad para este tipo de ecuaciones diferenciales
Ecuaciones diferenciales NO lineales de primer orden, métodos de resolución - [Detalles]
Estudio de métodos para resolver ecuaciones diferenciales NO lineales de primer orden
Mini-cuestionario: Combinaciones lineales - [Detalles]
Mini-cuestionario para verificar el entendimiento del concepto de combinaciones lineales.
Mini-cuestionario: Transformaciones lineales - [Detalles]
Mini-cuestionario para verificar el entendimiento del concepto y propiedades de transformaciones lineales.
Mini-cuestionario: Rango de transformaciones lineales y matrices - [Detalles]
Mini-cuestionario para verificar el entendimiento de la noción de rango para transformaciones lineales y matrices.
Mini-cuestionario: Determinantes de matrices y transformaciones lineales - [Detalles]
Mini-cuestionario para verificar el entendimiento de cómo se definen los determinantes para matrices y para transformaciones lineales.
25. Transformaciones lineales y transformaciones de Möbius - [Detalles]
En la entrada anterior ya vimos transformaciones y varios tipos, ahora vamos a concentrarnos en dos tipos muy especiales de transformaciones: las lineales y las de Möbius, las últimas en particular esconden bajo su mano un montón de propiedades interesantes que veremos con detalle.
Nota 28. Combinaciones lineales - [Detalles]
En esta nota definimos lo que es una cambinación lineal de elementos de $\mathbb{R}^n$, veremos que si tomamos un subconjunto no vacio de $\mathbb{R}^n$ y consideramos el conjunto de todas las combinaciones lineales de ese suconjunto entonces obtendremos un subespacio vectorial.
Aplicar polinomios a transformaciones lineales y matrices - [Detalles]
En esta entrada veremos el concepto de «aplicar polinomios a matrices» o equivalentemente «aplicar polinomios a transformaciones lineales». La idea fundamental es simple: las potencias en los polinomios se convierten en repetidas aplicaciones de la transformación y las constantes en múltiplos de la identidad.
Transformaciones ortogonales, isometrías y sus propiedades - [Detalles]
En la siguiente entrada veremos transformaciones lineales entre espacios euclidianos que preservan las distancias. Estas transformaciones son muy importantes, pues son aquellas transformaciones que además de ser lineales, coinciden con nuestra intuición de movimiento rígido. Veremos que esta condición garantiza que la transformación en cuestión preserva el producto interior de un espacio a otro.
Matrices y transformaciones nilpotentes - [Detalles]
Hemos estudiado varias clases importantes de matrices y transformaciones lineales: diagonales, triangulares superiores, simétricas, ortogonales, normales, etc. Es momento de aprender sobre otro tipo fundamental de matrices y transformaciones lineales: las transformaciones nilpotentes.
Formas lineales y formas bilineales - [Detalles]
Hacemos un repaso de formas lineales y bilineales con el fin de usarlas posteriormente en nuestro estudio de diferenciabilidad.
La solución de un sistema con matriz en forma escalonada reducida - [Detalles]
Describimos la solución para un sistema con matriz en forma escalonada reducida. Discutimos los diferentes casos donde se tiene o no solución a los sistemas en forma escalonada.
Sistemas de residuos módulo $m$ - [Detalles]
Damos la definición de un sistema completo de residuos modulo "m". El cual es un conjunto donde cada elemento sirve como un representante de una clase de equivalencia de la relación de congruencia. También definimos un sistema reducido de residuos modulo "m". Damos la definición de la función de Euler, y vemos un teorema que nos ayuda a conocer el valor de la función de Euler.
Sistemas de dos ecuaciones de primer orden. El plano fase - [Detalles]
Comenzamos la última unidad del curso estudiando la geometría de las soluciones a un sistema de dos ecuaciones de primer orden con coeficientes constantes, definiendo el plano fase y analizando un par de ejemplos.
Sistemas de dos ecuaciones de primer orden. Campo vectorial asociado - [Detalles]
Asociamos un campo vectorial a un sistema de ecuaciones de primer orden con coeficientes constantes, y analizamos su relación con las curvas del plano fase del sistema.
El plano traza - determinante - [Detalles]
Clasificamos los planos fase y puntos de equilibrio de sistemas de ecuaciones homogéneas con coeficientes constantes, según la traza y el determinante de la matriz asociada al sistema.
Introducción a la teoría cualitativa de las ecuaciones diferenciales - [Detalles]
Para comenzar con la unidad se presenta un ejemplo ilustrativo que permite ganar intuición sobre el desarrollo geométrico y cualitativo de los sistemas de ecuaciones diferenciales
Funciones de Lyapunov - [Detalles]
Definimos las funciones de Lyapunov y estudiamos algunas propiedades útiles respecto a sistemas de ecuaciones y sus puntos de equilibrio.
Mini-cuestionario: Matrices invertibles mediante sistemas de ecuaciones - [Detalles]
Mini-cuestionario para verificar el entendimiento de cómo usar el procedimiento de reducción gaussiana para encontrar la inversa de una matriz
Diapositivas sobre soluciones a sistemas de ecuaciones - [Detalles]
En estas diapositivas mostramos más ejemplos sobre cómo proceder para encontrar el conjunto de solución, desde pasar a una matriz a su forma escalonada reducida, si este conjunto es vacío o no.
Diapositivas sobre coordenadas en el espacio - [Detalles]
Estudiamos el espacio pero con tres diferentes tipos de sistemas coordenados que son: las rectangulares (el espacio euclideano), esféricas y cilíndricas; estudiamos cada entrada de la terna ordenada, y que ocurre cuando cada una de ellas se deja libre. También estudiamos que es posible pasar de un espacio a otro con cambios de variables.
Guía de estudio sobre trigonometría y más sistemas de coordenadas - [Detalles]
Proponemos una lista de ejercicios para poner en práctica los temas principales de este segundo módulo de estudios que es todo lo relacionado a trigonometría tanto temas como ley de senos, ley de cosenos, razones trigonométricas hasta coordenadas esféricas, polares y cilíndricas, hay ejercicios teóricos tanto ejercicios prácticos.
Cuestionario sobre trigonometría y más sistemas de coordenadas - [Detalles]
Ponemos en práctica el módulo de trigonometría para una mejor preparación al presentar un examen parcial de etse tema. Al resolver el cuestionario lanza la calificación para que el alumno pueda ver que áreas necesita repasar.
Guía de autoevaluación sobre trigonometría y más sistemas de coordenadas - [Detalles]
Mostramos las respuestas correctas, sus criterios de evaluación, los objetivos que se esperaban que el alumno cumpliera con cada uno de los ejercicios de la guía.
Lista de ejercicios sobre trigonometría y más sistemas de coordenadas - [Detalles]
Proponemos una pequeña lista de ejercicios respecto a esta primera unidad de geometría analítica.
Resolución de guía de estudio sobre trigonometría y más sistemas de coordenadas - [Detalles]
Se muestran las respuestas correctas de la última guía de estudio.
Mini-cuestionario: Ortogonalidad, ecuaciones e hiperplanos - [Detalles]
Mini-cuestionario para verificar el entendimiento de cómo la ortogonalidad está relacionada con los sistemas de ecuaciones y con los hiperplanos en espacios vectoriales.
Cambio de coordenadas y forma polar de un complejo - [Detalles]
Estudiamos las coordenadas rectangulares y las coordenadas polares de los números complejos, asimismo mostramos que existe una biyección entre estos dos sistemas coordenados.
Ecuaciones y problemas - [Detalles]
En este capitulo de Cimientos Matemáticos, aprenderemos a resolver ecuaciones de primer grado y sistemas de ecuaciones con dos o más variables. Veremos diferentes métodos de resolución, como sustitución y suma-resta.
Cuestionario de ecuaciones y problemas - [Detalles]
Este es un cuestionario para repasar el Módulo 5 del texto "Cimientos Matemáticos" donde se abarcan temas como: problemas que dan lugar a ecuaciones, solución de ecuaciones de primer grado, sistemas de ecuaciones 2x2 y 3x3, etc.
COMAL: Inteligencia Artificial - [Detalles]
Este curso revisa las principales áreas de la Inteligencia Artificial desde un enfoque teórico y práctico, que permita el diseño y la implementación de sistemas inteligentes para problemas específicos. Se busca abarcar una perspectiva general del área. El enfoque está basado en agentes racionales. Los temas que se abordan son algoritmos de búsqueda, métodos probabilísticos y modelos basados en aprendizaje estadístico. Trabajo realizado con el apoyo del Programa UNAM-DGAPA-PAPIME PE102723.
Bases numéricas, Base 10 a base b y especificación de algoritmo - [Detalles]
Base 10 a base b y especificación de algoritmo - Bases numéricas: conversión entre sistemas numéricos; de base 10 a base b. Cómo usar algoritmos para la conversión
Vectores y Matrices (Segunda Parte) - Python - [Detalles]
Práctica en Python relacionada a la Unidad 3 "Espacios Vectoriales". Se incluyen las definiciones y el código para realizar operaciones básicas con matrices, así como el cálculo de su inversa, determinante y su aplicación en la resolución de sistemas de ecuaciones.
Nota 38. Sistemas de ecuaciones. - [Detalles]
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Nota 39. Ejemplos de sistemas de ecuaciones - [Detalles]
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Matrices como transformaciones lineales - [Detalles]
Definimos qué es una transformación lineal. Vemos que a cualquier matriz se le puede asociar una transformación lineal, y viceversa.
Problemas de combinaciones lineales, generadores e independientes - [Detalles]
Resolvemos problemas de vectores generadores y linealmente independientes. Damos ejemplos con espacios de vectores, matrices, polinomios y funciones.
Forma matricial de una transformación lineal - [Detalles]
Definimos la forma matricial de transformaciones lineales. Vemos que la composición de transformaciones corresponde al producto de sus formas matriciales.
Problemas de transformaciones lineales, vectores independientes y forma matricial - [Detalles]
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Rango de transformaciones lineales y matrices - [Detalles]
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Problemas de rango de transformaciones y matrices - [Detalles]
Resolvemos problemas de rango de matrices y transformaciones lineales usando sus propiedades, el teorema de rango nulidad y la desigualdad de Sylvester.
Transformaciones multilineales antisimétricas y alternantes - [Detalles]
Definimos transformaciones n-lineales antisimétricas y alternantes. Vemos que las familias coinciden casi siempre. Comenzamos a hablar de determinantes.
Determinantes de vectores e independencia lineal - [Detalles]
Definimos determinantes de vectores con respecto a una base. Vemos que los determinantes son las únicas formas n-lineales alternantes y que detectan bases.
Problemas de determinantes y ecuaciones lineales - [Detalles]
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Aplicaciones del teorema espectral, bases ortogonales y más propiedades de transformaciones lineales - [Detalles]
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Factorización de polinomios, polinomios reducibles y polinomios irreducibles. definición y ejemplos - [Detalles]
Hablamos sobre la factorización de polinomios, mostramos que los binomios lineales (de la forma "x-a") son polinomios irreducibles y vemos varios ejemplos de polinomios reducibles e irreducibles.
Ecuaciones lineales homogéneas de primer orden - [Detalles]
Resolvemos el caso general de una ecuación lineal homogénea de primer orden.
Ecuaciones lineales no homogéneas de primer orden. Solución por factor integrante - [Detalles]
Resolvemos el caso general de una ecuación lineal no homogénea de primer orden, por el método de factor integrante.
Ecuaciones lineales no homogéneas de primer orden. Solución por variación de parámetros - [Detalles]
Resolvemos la ecuación diferencial lineal no homogénea por el método de variación de parámetros.
Ecuaciones lineales no homogéneas de primer orden. Solución por variación de parámetros (Ejemplos) - [Detalles]
Resolvemos dos ecuaciones por el método de variación de parámetros, una de ellas la resolvimos por el método de factor integrante en un video anterior, esto para comprobar que los dos métodos llevan a la misma solución.
Ecuaciones no lineales de primer orden separables (Ejemplos) - [Detalles]
Resolvemos un par de ecuaciones diferenciales por el método de variables separables
Ecuaciones lineales homogéneas de segundo orden. Propiedades de las soluciones - [Detalles]
Estudiamos a las ecuaciones homogéneas de segundo orden y el comportamiento de las soluciones
Ecuaciones lineales homogéneas de segundo orden. Conjunto fundamental de soluciones y el Wronskiano - [Detalles]
Definimos al conjunto fundamental de soluciones de una ecuación, y al Wronskiano de dos soluciones. Vemos la relación que guardan estos dos conceptos, y demostramos algunas propiedades que cumplen estos.
Ecuaciones lineales homogéneas de segundo orden con coeficientes constantes. Raíces reales distintas - [Detalles]
Resolvemos el caso general de una ecuación lineal homogénea de segundo orden con coeficientes constantes, cuando las raíces a la ecuación a(r^2)+br+c=0 son reales y distintas.
Ecuaciones lineales homogéneas de segundo orden con coeficientes constantes. Raíces repetidas - [Detalles]
Resolvemos el caso general de una ecuación lineal homogénea de segundo orden con coeficientes constantes, cuando las raíces a la ecuación a(r^2)+br+c=0 son repetidas.
Ecuaciones lineales homogéneas de segundo orden con coeficientes constantes. Raíces complejas - [Detalles]
Resolvemos el caso general de una ecuación lineal homogénea de segundo orden con coeficientes constantes, cuando las raíces a la ecuación a(r^2)+br+c=0 son complejas.
Ecuaciones lineales no homogéneas de segundo orden y sus soluciones - [Detalles]
Demostramos que la solución general a una ecuación lineal no homogénea de segundo orden puede verse como la suma de la solución general a la ecuación homogénea asociada y una solución particular a la ecuación no homogénea denotada.
Ecuaciones lineales no homogéneas de segundo orden. Solución por variación de parámetros - [Detalles]
Desarrollamos el método de variación de parámetros para resolver una ecuación lineal no homogénea de segundo orden.
Ecuaciones lineales no homogéneas de segundo orden. Solución por variación de parámetros (Ejemplos) - [Detalles]
Resolvemos un par de ecuaciones de segundo orden por el método de variación de parámetros.
Ecuaciones lineales no homogéneas de segundo orden. Coeficientes indeterminados (Parte 1) - [Detalles]
Describimos de manera general el método de coeficientes indeterminados, y revisamos el caso cuando g(t) es un polinomio de grado n. Finalizamos el video con un ejemplo.
Ecuaciones lineales no homogéneas de segundo orden. Coeficientes indeterminados (Parte 2) - [Detalles]
Describimos de manera general el método de coeficientes en el caso cuando g(t) es el producto de un polinomio de grado n por una función exponencial. Finalizamos el video con un ejemplo.
Ecuaciones lineales no homogéneas de segundo orden. Coeficientes indeterminados (Parte 3) - [Detalles]
Describimos de manera general el método de coeficientes en el caso cuando g(t) es el producto de un polinomio de grado n por una función coseno o seno.
Propiedades del conjunto de soluciones a un sistema de ecuaciones de primer orden lineales (Parte 1) - [Detalles]
Probamos el principio de superposición de soluciones a un sistema lineal homogéneo. Además, demostramos que el conjunto de soluciones a un sistema lineal homogéneo forma un espacio vectorial con la suma y producto por escalar usuales de matrices.
Propiedades del conjunto de soluciones a un sistema de ecuaciones de primer orden lineales (Parte 2) - [Detalles]
Definimos el Wronskiano de un subconjunto de soluciones a un sistema lineal homogéneo. Además definimos cuándo este subconjunto de soluciones es linealmente dependiente o independiente. Finalmente demostramos un teorema que relaciona estos dos conceptos.
Ecuaciones lineales no homogéneas de segundo orden – Método de coeficientes indeterminados - [Detalles]
Al estudiar el caso no homogeneo de las ecuaciones diferenciales de segundo orden se presenta un primer método que propone soluciones en forma de series similares a la función g
Ecuaciones lineales no homogéneas de segundo orden – Método de variación de parámetros - [Detalles]
Se hace una generalización del método de variación de parámetros para resolver de manera general ecuaciones diferenciales no homogéneas de segundo orden
Ecuaciones lineales de segundo orden con coeficientes variables – Soluciones en series de potencias respecto a puntos ordinarios - [Detalles]
Se hace un breve repaso de series de potencias para posteriormente desarrollar un método de resolución de ecuaciones diferenciales de segundo orden con coeficientes variables con respecto a puntos ordinarios
Ecuaciones lineales de segundo orden con coeficientes variables – Soluciones en series de potencias respecto a puntos singulares - [Detalles]
Se describe el método de Frobenius para resolver ecuaciones diferenciales de segundo orden con coeficientes variables con respecto a puntos singulares
Mini-cuestionario: Matrices como transformaciones lineales - [Detalles]
Mini-cuestionario para verificar el entendimiento de cómo una matriz está asociada a una transformación lineal y viceversa.
Diapositivas sobre dependencia e independencia lineal - [Detalles]
Seguimos con el estudio de los espacios vectoriales pero ahora dando una definición que es base en el desarrollo de este tema que son las combinaciones lineales y si un conjunto de vectores con un conjunto linealmente independiente, se proporcionan varias definiciones equivalentes de esta última definición.
Mini-cuestionario: Introducción a forma matricial de transformaciones lineales - [Detalles]
Mini-cuestionario para verificar el entendimiento qué es y cómo se obtiene la forma matricial de una transformación lineal.
Mini-cuestionario: Más sobre formas matriciales de transformaciones lineales - [Detalles]
Otro mini-cuestionario para verificar el entendimiento qué es y cómo se obtiene la forma matricial de una transformación lineal.
Mini-cuestionario: Cambios de base de transformaciones lineales - [Detalles]
Mini-cuestionario para verificar el entendimiento de cómo realizar cambios a las matrices que representan una transformación lineal al cambiar de base.
Mini-cuestionario: Introducción al espacio dual - [Detalles]
Mini-cuestionario para verificar el entendimiento del concepto de formas lineales y de espacio dual.
Problemas de ecuaciones en congruencias y teorema chino del residuo - [Detalles]
Resolvemos una serie de ejercicios de ecuaciones lineales de congruencias.
25. Transformaciones lineales y transformaciones de Möbius - [Detalles]
Ahora revisemos un tipo de transformaciones complejas mas interesantes, de cierto tipo que nos permiten observar más geometría en el plano complejo.
25. Transformaciones lineales y transformaciones de Möbius - [Detalles]
Ahora revisemos un tipo de transformaciones complejas mas interesantes, de cierto tipo que nos permiten observar más geometría en el plano complejo.
Funciones algebraicas - [Detalles]
En este capitulo de Cimientos Matemáticos veremos las funciones algebraicas que son fundamentales en matemáticas, abarcando desde las simples funciones lineales, que dibujan rectas, hasta las cuadráticas con sus parábolas características, pasando por las polinomiales, hasta las racionales.
Polinomio mínimo de transformaciones lineales y matrices - [Detalles]
En esta entrada definiremos uno de los objetos más importantes del álgebra lineal: el polinomio mínimo. Comenzaremos dando su definición, y mostrando su existencia y unicidad. Luego exploraremos algunas propiedades y veremos ejemplos, seguido de un pequeño teorema de cambio de campos. Finalmente introduciremos un objeto similar (el polinomio mínimo puntual) y haremos unos ejercicios para cerrar
Dualidad y representación de Riesz en espacios euclideanos - [Detalles]
En esta entrada veremos como se relacionan los conceptos de espacio dual y producto interior. Lo primero que haremos es ver cómo conectar la matriz que representa a una forma bilineal con una matriz que envía vectores a formas lineales. Después, veremos una versión particular de un resultado profundo: el teorema de representación de Riesz. Veremos que, en espacios euclideanos, toda forma lineal se puede pensar «como hacer producto interior con algún vector».
Adjunta de una transformación lineal - [Detalles]
En esta tercera unidad estudiaremos algunos aspectos geométricos de transformaciones lineales. Para ello, lo primero que haremos será introducir la noción de la adjunta de una transformación lineal. Esto nos permitirá más adelante poder hablar de varias transformaciones especiales: normales, simétricas, antisimétricas, ortogonales.
Transformaciones normales, simétricas y antisimétricas - [Detalles]
A partir de la noción de adjunción es posible definir ciertos tipos especiales de transformaciones lineales: las transformaciones normales, las simétricas y las antisimétricas. En esta entrada veremos dichos conceptos.
Unicidad de la forma canónica de Jordan - [Detalles]
En esta entrada enunciamos la versión para matrices del teorema de la forma canónica de Jordan (totalmente equivalente a la de transformaciones lineales) y nos enfocamos en mostrar la unicidad de la forma canónica de Jordan.
Los espacios vectoriales $\mathbb{R}^2$ y $\mathbb{R}^3$ - [Detalles]
Hablamos de R^2 y R^3 como espacios vectoriales. Definimos combinaciones lineales, independencia lineal y bases. Vemos varios ejemplos.
El espacio vectorial $\mathbb{R}^n$ - [Detalles]
Damos una introducción al espacio vectorial R^n. Definimos combinaciones lineales, bases e independencia lineal. Vemos varios ejemplos.