Pla de millora de la docència del Departament de Matemàtica Econòmica, Financera i Actuarial

La finalitat del projecte (bianual 2007-09) era aconseguir una millora de la docència que imparteix el Departament de Matemàtica Econòmica, Financera i Actuarial. La nostra tasca principal ha consistit en obtenir uns indicadors que ens permetessin conèixer millor el nostre alumnat, per tal de tenir la màxima informació a l'hora de plantejar la revisió global que representa la implantació dels nous graus d’acord amb les directrius del procés de Convergència Europea. En aquest projecte han participat tots els coordinadors de les assignatures obligatòries del Departament i els tres Grups d’Innovació Docent formats per membres del Departament. S’han analitzat les dades de les assignatures des del curs 2000-01 fins 2006-07 per tal de tenir informació sobre l’eficàcia de cursar les assignatures d’Introducció a les Matemàtiques i la seva incidència en els aprovats a Matemàtiques I i II . També s’han estudiat dades sobre el col·lectiu de repetidors. Com a resultat d’aquest estudi i de les enquestes que s’han fet, s’han redactat dos articles: “Propuesta de mejora de la actuación docente a partir de las características del alumnado de primer curso de Matemáticas en la Facultad de Economía y Empresa de la Universidad de Barcelona” y “Estudio del perfil del alumnado de primer curso en la Facultad de Economía y Empresa de la Universidad de Barcelona” que s’han presentat a dos congressos d’Innovació Docent (Burgos, setembre-2009 i Vigo, juliol-2009).

Aula Matemàtica, 3a part : un projecte per a la millora de l'aprenentatge de les Matemàtiques a la UAB

Aquest projecte és continuació dels projectes "Aula Matemàtica, un projecte per a la millora de l'aprenentatge de les Matemàtiques a la UAB", primera i segona part, Ref 2003MQD 00030 i Ref 2006MQD00072, els quals han permès identificar els problemes i oferir als estudiants de primer curs d'algunes titulacions pilot de Ciències de la UAB una plataforma d'autoaprenentatge que han valorat positivament. Es tracta d'una base de dades de problemes de resposta tancada, accessible per internet, que permet als estudiants practicar pel seu compte, autoevaluar-se i també al seu professor posar-los-hi un examen i controlar el temps de pràctica dels estudiants. L'aprenentatge de les Matemàtiques requereix l'automatització de certes tècniques de caire, per exemple, manipulatiu, per a l'adquisició de la qual és imprescindible un treball repetitiu d'entrenament de l'estudiant. Es tracta de proporcionar material interactiu que permeti aquest entrenament, al ritme de l’estudiant, de manera autònoma, no presencial i atractiva per a les noves generacions; però alhora oferir suport presencial quan sigui necessari. L'enorme diversificació observada en la formació inicial dels estudiants, amb la convivència de diferents vies de batxillerat en moltes titulacions de ciències, provoca una dificultat d'adaptació de les assignatures de primer curs. Es requereix per tant una major tutorització dels estudiants i oferta d'eines i material complementari per al treball individual. El projecte actual té com a objectius l'elaboració de més material i la classificació d'aquest per permetre l'adaptació de la plataforma a un major nombre d'assignatures i la millora de l'accessibilitat i la gestió d'aquesta plataforma.

La presa de consciència de les actituds a l'educació física en la formació inicial de mestres de primària

Aquest treball és el resultat d’un procés de reflexió al voltant de les actituds dins la Formació Inicial de mestres de primària d’Educació física. Es tracta, d’una primera aproximació d’anàlisi i interpretació sobre la presa de consciència d’actituds que fan els estudiants en la pràctica de l’Educació física. Les preguntes que em plantejo en aquesta recerca són el resultat de les dues parts que configura aquest treball. La primera pregunta, es centra en el marc teòric de l’estudi, donant resposta a les relacions que s’estableixen entre l’educació física i l’educació en valors en el currículum de primària d’Educació física i en la Formació Inicial de mestres. La segona pregunta, pretén donar resposta a la proposta pràctica i així, esbrinar el paper del joc motor en el treball educatiu de les actituds en la Formació Inicial de mestres de primària. Els aspectes teòrics que estudio analitzen la relació que s’estableix entre l’Educació física i les actituds dins el marc educatiu de la Formació Inicial de mestres de primària. I serà, a partir de la proposta pràctica quan el joc motor esdevindrà element d’aproximació en la presa de consciència d’actituds En el context de la Facultat d’Educació de la Universitat de Vic, i en l’assignatura d’Educació física i la seva Didàctica de 2n curs, els estudiants de mestres de primària d’Educació física són protagonistes del seu propi procés d’aprenentatge. Tenen la possibilitat d’experimentar el paper de mestres, a partir de la posada en pràctica d’un joc motor. A partir d’aquesta pràctica, he volgut conèixer quins són els components de la pràctica que possibiliten la presa de consciència de les actituds presents a les sessions de classe per promoure l’educació en valors. Els instruments utilitzats, en la realització d’aquest treball, són un qüestionari elaborat a partir d’una selecció i justificació de continguts actitudinals, i l’observació d’una fitxa sessió després de la pràctica. El treball de recerca se situa en un paradigma interpretatiu i pràctic. Es planteja comprendre la importància que té, en les sessions de classe d’educació física, el desenvolupament de processos d’acció i de reflexió en la formació inicial dels mestres de primària i així examinar i perfeccionar futures intervencions pràctiques, tant del professorat com dels estudiants de mestre.

Reconstruction threshold for the hardcore model

"Vegeu el resum a l'inici del document del fitxer adjunt."

Application of the combined integral method to Stefan problems

In this paper we present a new, accurate form of the heat balance integral method, termed the Combined Integral Method (or CIM). The application of this method to Stefan problems is discussed. For simple test cases the results are compared with exact and asymptotic limits. In particular, it is shown that the CIM is more accurate than the second order, large Stefan number, perturbation solution for a wide range of Stefan numbers. In the initial examples it is shown that the CIM reduces the standard problem, consisting of a PDE defined over a domain specified by an ODE, to the solution of one or two algebraic equations. The latter examples, where the boundary temperature varies with time, reduce to a set of three first order ODEs.

An approximate mathematical model for solidification of a flowing liquid in a microchannel

A mathematical model is developed to analyse the combined flow and solidification of a liquid in a small pipe or two-dimensional channel. In either case the problem reduces to solving a single equation for the position of the solidification front. Results show that for a large range of flow rates the closure time is approximately constant, and the value depends primarily on the wall temperature and channel width. However, the ice shape at closure will be very different for low and high fluxes. As the flow rate increases the closure time starts to depend on the flow rate until the closure time increases dramatically, subsequently the pipe will never close.

Improving the accuracy of heat balance integral methods applied to thermal problems with time dependent boundary conditions

In this paper the two main drawbacks of the heat balance integral methods are examined. Firstly we investigate the choice of approximating function. For a standard polynomial form it is shown that combining the Heat Balance and Refined Integral methods to determine the power of the highest order term will either lead to the same, or more often, greatly improved accuracy on standard methods. Secondly we examine thermal problems with a time-dependent boundary condition. In doing so we develop a logarithmic approximating function. This new function allows us to model moving peaks in the temperature profile, a feature that previous heat balance methods cannot capture. If the boundary temperature varies so that at some time t & 0 it equals the far-field temperature, then standard methods predict that the temperature is everywhere at this constant value. The new method predicts the correct behaviour. It is also shown that this function provides even more accurate results, when coupled with the new CIM, than the polynomial profile. Analysis primarily focuses on a specified constant boundary temperature and is then extended to constant flux, Newton cooling and time dependent boundary conditions.

Contact melting of a three-dimensional phase change material on a flat substrate

In this paper a model is developed to describe the three dimensional contact melting process of a cuboid on a heated surface. The mathematical description involves two heat equations (one in the solid and one in the melt), the Navier-Stokes equations for the flow in the melt, a Stefan condition at the phase change interface and a force balance between the weight of the solid and the countering pressure in the melt. In the solid an optimised heat balance integral method is used to approximate the temperature. In the liquid the small aspect ratio allows the Navier-Stokes and heat equations to be simplified considerably so that the liquid pressure may be determined using an igenfunction expansion and finally the problem is reduced to solving three first order ordinary differential equations. Results are presented showing the evolution of the melting process. Further reductions to the system are made to provide simple guidelines concerning the process. Comparison of the solutions with experimental data on the melting of n-octadecane shows excellent agreement.

Non-characteristic half-lives in radioactive decay

Half-lives of radionuclides span more than 50 orders of magnitude. We characterize the probability distribution of this broad-range data set at the same time that explore a method for fitting power-laws and testing goodness-of-fit. It is found that the procedure proposed recently by Clauset et al. [SIAM Rev. 51, 661 (2009)] does not perform well as it rejects the power-law hypothesis even for power-law synthetic data. In contrast, we establish the existence of a power-law exponent with a value around 1.1 for the half-life density, which can be explained by the sharp relationship between decay rate and released energy, for different disintegration types. For the case of alpha emission, this relationship constitutes an original mechanism of power-law generation.

On Lundh's percolation diffusion

A collection of spherical obstacles in the unit ball in Euclidean space is said to be avoidable for Brownian motion if there is a positive probability that Brownian motion diffusing from some point in the ball will avoid all the obstacles and reach the boundary of the ball. The centres of the spherical obstacles are generated according to a Poisson point process while the radius of an obstacle is a deterministic function. If avoidable configurations are generated with positive probability Lundh calls this percolation diffusion. An integral condition for percolation diffusion is derived in terms of the intensity of the point process and the function that determines the radii of the obstacles.

An approximate solution method for boundary layer flow of a power law fluid over a flat plate

The work in this paper deals with the development of momentum and thermal boundary layers when a power law fluid flows over a flat plate. At the plate we impose either constant temperature, constant flux or a Newton cooling condition. The problem is analysed using similarity solutions, integral momentum and energy equations and an approximation technique which is a form of the Heat Balance Integral Method. The fluid properties are assumed to be independent of temperature, hence the momentum equation uncouples from the thermal problem. We first derive the similarity equations for the velocity and present exact solutions for the case where the power law index n = 2. The similarity solutions are used to validate the new approximation method. This new technique is then applied to the thermal boundary layer, where a similarity solution can only be obtained for the case n = 1.

On Lundh's percolation diffusion

A collection of spherical obstacles in the unit ball in Euclidean space is said to be avoidable for Brownian motion if there is a positive probability that Brownian motion diffusing from some point in the ball will avoid all the obstacles and reach the boundary of the ball. The centres of the spherical obstacles are generated according to a Poisson point process while the radius of an obstacle is a deterministic function. If avoidable con gurations are generated with positive probability Lundh calls this percolation di usion. An integral condition for percolation di ffusion is derived in terms of the intensity of the point process and the function that determines the radii of the obstacles.

Nonpersistence of resonant caustics in perturbed elliptic billiards

Caustics are curves with the property that a billiard trajectory, once tangent to it, stays tangent after every reflection at the boundary of the billiard table. When the billiard table is an ellipse, any nonsingular billiard trajectory has a caustic, which can be either a confocal ellipse or a confocal hyperbola. Resonant caustics —the ones whose tangent trajectories are closed polygons— are destroyed under generic perturbations of the billiard table. We prove that none of the resonant elliptical caustics persists under a large class of explicit perturbations of the original ellipse. This result follows from a standard Melnikov argument and the analysis of the complex singularities of certain elliptic functions.

Statistical tests for scaling in the inter-event times of earthquakes in California

We explore in depth the validity of a recently proposed scaling law for earthquake inter-event time distributions in the case of the Southern California, using the waveform cross-correlation catalog of Shearer et al. Two statistical tests are used: on the one hand, the standard two-sample Kolmogorov-Smirnov test is in agreement with the scaling of the distributions. On the other hand, the one-sample Kolmogorov-Smirnov statistic complemented with Monte Carlo simulation of the inter-event times, as done by Clauset et al., supports the validity of the gamma distribution as a simple model of the scaling function appearing on the scaling law, for rescaled inter-event times above 0.01, except for the largest data set (magnitude greater than 2). A discussion of these results is provided.

Desarrollo de un sistema de clasificación de recursos electrónicos en el ámbito de la lógica matemática

El presente trabajo define una taxonomía para la clasificación de recursos digitales del ámbito de la lógica tradicional, y más concretamente los recursos que se podrían generar en el ámbito de la asignatura de Lógica Matemática del plan de estudios de las titulaciones de Ingeniería Técnica de Gestión y de Sistemas impartidas en la Universitat Oberta de Catalunya (UOC).