A survey addressing the fundamental matrix estimation problem

Epipolar geometry is a key point in computer vision and the fundamental matrix estimation is the only way to compute it. This article surveys several methods of fundamental matrix estimation which have been classified into linear methods, iterative methods and robust methods. All of these methods have been programmed and their accuracy analysed using real images. A summary, accompanied with experimental results, is given

Critical analysis and extension of the Hirshfeld atoms in molecules

The computational approach to the Hirshfeld [Theor. Chim. Acta 44, 129 (1977)] atom in a molecule is critically investigated, and several difficulties are highlighted. It is shown that these difficulties are mitigated by an alternative, iterative version, of the Hirshfeld partitioning procedure. The iterative scheme ensures that the Hirshfeld definition represents a mathematically proper information entropy, allows the Hirshfeld approach to be used for charged molecules, eliminates arbitrariness in the choice of the promolecule, and increases the magnitudes of the charges. The resulting "Hirshfeld-I charges" correlate well with electrostatic potential derived atomic charges

A time-domain method for the analysis of thermal impedance response preserving the convolution form

The study of the thermal behavior of complex packages as multichip modules (MCM¿s) is usually carried out by measuring the so-called thermal impedance response, that is: the transient temperature after a power step. From the analysis of this signal, the thermal frequency response can be estimated, and consequently, compact thermal models may be extracted. We present a method to obtain an estimate of the time constant distribution underlying the observed transient. The method is based on an iterative deconvolution that produces an approximation to the time constant spectrum while preserving a convenient convolution form. This method is applied to the obtained thermal response of a microstructure as analyzed by finite element method as well as to the measured thermal response of a transistor array integrated circuit (IC) in a SMD package.

Periodic points of holomorphic maps via Lefschetz numbers

In this paper we study the set of periods of holomorphic maps on compact manifolds, using the periodic Lefschetz numbers introduced by Dold and Llibre, which can be computed from the homology class of the map. We show that these numbers contain information about the existence of periodic points of a given period; and, if we assume the map to be transversal, then they give us the exact number of such periodic orbits. We apply this result to the complex projective space of dimension n and to some special type of Hopf surfaces, partially characterizing their set of periods. In the first case we also show that any holomorphic map of CP(n) of degree greater than one has infinitely many distinct periodic orbits, hence generalizing a theorem of Fornaess and Sibony. We then characterize the set of periods of a holomorphic map on the Riemann sphere, hence giving an alternative proof of Baker's theorem.

Sierpinski curve Julia sets for quadratic rational maps

We investigate under which dynamical conditions the Julia set of a quadratic rational map is a Sierpiński curve.

Sierpinski curve Julia sets for quadratic rational maps

We investigate under which dynamical conditions the Julia set of a quadratic rational map is a Sierpiński curve.

Les TIC a l'ensenyament de la modelització matemàtica en Ciències Econòmiques i en Ciències Experimentals

Aquest projecte proposa materials didàctics per a un nou plantejament de les assignatures de Matemàtiques dels primers cursos de Ciències Empresarials i d'Enginyeria Tècnica, més acord amb el procés de convergència europea, basat en la realització de projectes que anomenem “Tallers de Modelització Matemàtica” (TMM) en els quals: (1) Els alumnes parteixen de situacions i problemes reals per als quals han de construir per sí mateixos els models matemàtics més adients i, a partir de la manipulació adequada d’aquests models, poden obtenir la informació necessària per donar-los resposta. (2) El treball de construcció, experimentació i avaluació dels models es realitza amb el suport de la calculadora simbòlica Wiris i del full de càlcul Excel com a instruments “normalitzats” del treball matemàtic d’estudiants i professors. (3) S’adapten els programes de les assignatures de matemàtiques de primer curs per tal de poder-les associar a un petit nombre de Tallers que parteixen de situacions adaptades a cada titulació. L’assignatura de Matemàtiques per a les Ciències Empresarials s’articula entorn de dos tallers independents: “Matrius de transició” pel que fa a l’àlgebra lineal i “Previsió de vendes” per a la modelització funcional en una variable. L’assignatura de Matemàtiques per a l’Enginyeria s’articula entorn d’un únic taller, “Models de poblacions”, que abasta la majoria de continguts del curs: successions i models funcionals en una variable, àlgebra lineal i equacions diferencials. Un conjunt d’exercicis interactius basats en la calculadora simbòlica WIRIS (Wiris-player) serveix de suport per al treball tècnic imprescindible per al desenvolupament de les dues assignatures. L’experimentació d’aquests tallers durant 2 cursos consecutius (2006/07 i 2007/08) en dues universitats catalanes (URL i UAB) ha posat en evidència tant els innegables avantatges del nou dispositiu docent per a l’aprenentatge dels estudiants, així com les restriccions institucionals que actualment dificulten la seva gestió i difusió.

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.

Estratègies i errors en la resolució de problemes d'extrems per mètodes elementals

Aquesta investigació s’engloba dins del camp de la resolució de problemes en educació matemàtica i se centra en estudiar de quina manera els alumnes de primer curs de Batxillerat de dos instituts públics de Catalunya resolen alguns problemes d’extrems per mètodes elementals, és a dir, sense utilitzar les tècniques del càlcul diferencial. Tanmateix, s’estudia el punt de partida d’aquests alumnes davant dels problemes de màxims i mínims i es detecten algunes estratègies i diversos errors que cometen a l’hora de resoldre’ls. L’instrument de recollida de dades és un qüestionari individual que combina problemes d’extrems de resposta tancada amb altres problemes de resposta oberta. Es realitza una anàlisi inductiva – deductiva de les dades, la qual permet determinar que una part important dels participants en la recerca confonen les relacions entre l’àrea i el volum d’algunes figures geomètriques. A més, la majoria dels alumnes d’aquesta investigació resolen els problemes d’extrems plantejats fent ús de l’estratègia de conjecturar. Finalment, es detecta que diverses respostes dels participants presenten errors causats per l’ús de teoremes i/o de definicions matemàtiques equivocades. Aquest és el cas d’una aplicació errònia del teorema de Pitàgores, la confusió del perímetre d’un quadrat amb la longitud del seu costat i la determinació incorrecta de l’altura de diversos paral·lelograms.

Resolució de problemes i mètode de raonament en l'educació matemàtica

Des del principi dels temps històrics, la Matemàtica s'ha generat en totes les civilitzacions sobre la base de la resolució de problemes pràctics.Tanmateix, a partir del període grec la Història ens mostra la necessitat de fer un pas més endavant: l'evolució històrica de la Matemàtica situa els mètodes de raonament com a eix central de la recerca en Matemàtica. A partir d'una ullada als objectius i mètodes de treball d'alguns autors cabdals en la Història dels conceptes matemàtics postulem l'aprenentatge de les formes de raonament matemàtic com l'objectiu central de l'educació matemàtica, i la resolució de problemes com el mitjà més eficient per a coronar aquest objectiu.English version.From the beginning of the historical times, mathematics has been generated in all the civilizations on the base of the resolution of practical problems. Nevertheless, from the greek period History shows us the necessity to take one more step: the historical evolution of mathematics locates the methods of reasoning as the central axis of the research in mathematics. Glancing over the objectives and methods of work used bysome fundamental authors in the History of the mathematical concepts we postulated the learning of the forms of mathematical reasoning like the central objective of the mathematical education, and the resolution of problems as the most efficient way to carry out this objective.

Aplicació dels mètodes de programació lineal per a l'optimització de recursos en projectes d'enginyeria d'edificació

S'apliquen els mètodes d'optimització que ofereix el mètode matemàtic de la programació lineal i es fa una valoració sobre aquesta aplicació en l'enginyeria d'edificació mitjançant exemples de problemes proposats.

Matemàtica i música amb ADN

Treball de recerca realitzat per un alumne d’ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l’any 2005. Estudi sobre l’ADN que té com a finalitat conèixer introductòriament l’utilització del càlcul matemàtic computacional en les investigacions sobre aquest. Els objectius de l’estudi són per una part, conèixer què és l'ADN i quins són els seus mecanismes de duplicació i de transmissió de la informació genètica, així com el paper d'altres molècules que intervenen en aquest procés ; també s’estudia quins han estat els processos de la cèl·lula que l'ésser humà ha estat capaç de copiar o imitar. A partir d’aquesta introducció, es vol conèixer què s'entén concretament per computació amb ADN i alguns dels problemes matemàtics que s'han resolt, així com algunes aplicacions de l'ADN en altres camps. La recerca ha permès arribar a diverses conclusions. Primerament que l'ADN és un excel·lent candidat per poder fer càlculs matemàtics. En segon lloc, tot i que en el present treball no se solucionen problemes computacionalment difícils es mostra la capacitat de les molècules d'ADN per resoldre problemes. En tercer lloc, l'interès mostrat per importants empreses dedicades a la informàtica fa més esperançador que en un futur hi pugui haver ordinadors que funcionin amb molècules d'ADN. Finalment, es demostra que les matemàtiques, la informàtica i la biologia són tres camps que estan interrelacionats. Per tal de trencar una mica amb la serietat del treball, s'acaba descrivint una manera de posar música a les cadenes d'ADN, i es mostren alguns resultats com són les músiques associades als 24 cromosomes humans, així com les corresponents a 29 proteïnes.

Approximating subtree distances between Phylogenies

We give a 5-approximation algorithm to the rooted Subtree-Prune-and-Regraft (rSPR) distance between two phylogenies, which was recently shown to be NP-complete by Bordewich and Semple [5]. This paper presents the first approximation result for this important tree distance. The algorithm follows a standard format for tree distances such as Rodrigues et al. [24] and Hein et al. [13]. The novel ideas are in the analysis. In the analysis, the cost of the algorithm uses a \cascading" scheme that accounts for possible wrong moves. This accounting is missing from previous analysis of tree distance approximation algorithms. Further, we show how all algorithms of this type can be implemented in linear time and give experimental results.

Una Aproximació a la construcció significativa del coneixement matemàtic a l'ESO

This study displays and analyzes the contents of the Mathematics subject in ESO’s second cycle from a constructivist perspective. This analysis has been carried out by contrasting two groups of participants (control group and experimental group). These groups were formed by a sample of 240 students between the ages of 14 and 16 from four different educational centres of the Osona area. Research – Action methodology has been employed, combining quantitative techniques (statistical study with the SPSS package) with qualitative analysis (transcriptions of interviews and discussion group). This study has been carried out after years of classroom observation, reflection and action. The theoretical framework employed is a cognitive one, based on Ausubel’s Significative Learning Theory. Quantitative analysis shows how the researcher’s design improves, on the one hand, the students’ academic motivation and, on the other hand, their comprehensive memory, enabling them to achieve a more significant learning of the subjects’ contents. Furthermore, our analysis shows that the proposed method is more comprehensive than those employed by teachers collaborating with control groups. The main aim of the qualitative analysis is that of identifying the elements which configure the programme and contribute to an improvement of the aspects mentioned above. The key elements here are: co-operation as the basis of group dynamics; the employment, in some cases, of easily handled materials; the type of interaction between teacher and students, where, through open discussion, students are lead by teaching staff towards the course objectives; induction, that is, deducing formulae by initially using examples which are close to the students’ knowledge and experience or taken from everyday life (what we could call “down-top” mathematics). We should add here that the qualitative analysis does not only corroborate the results obtained by quantitative techniques, but also displays an increase of motivation in teaching staff. Teachers did show a positive attitude and welcomed the use and development of these materials in the next academic year. Finally, we discuss possible directions for further research.

Tractament d'aigües de piscina : alternatives als mètodes convencionals

El treball presenta els resultats de l’avaluació de dues noves tècniques en el tractament de les aigües de piscina. Una d’elles es basa en l’aplicació d’ozó per a desinfectar l’aigua, que redueix considerablement la quantitat d’hipoclorit sòdic utilitzada en les piscines convencionals i conseqüentment aporta diversos beneficis. La segona tècnica estudiada es basa en la utilització de diòxid de carboni per a regular el pH, a diferència del típic àcid clorhídric que s’aplica en la majoria de piscines. L’estudi s’ha centrat en les piscines del Servei d’Activitat Física de la UAB i s’ha dividit en tres etapes, definides per l’aplicació de diferents tractaments químics. La utilització d’ozó enfront de l’hipoclorit sòdic ha revelat la variació d’alguns paràmetres de control de qualitat de l’aigua com la concentració d’oxigen dissolt o de subproductes de la desinfecció. L’addició de diòxid de carboni enfront de l’àcid clorhídric ha resultat molt efectiva, en tant que s’han desenvolupat propostes per a optimitzar el sistema i minimitzar el seu consum, fins ara excessiu. Tant una com l’altre, aquestes dues tècniques són una nova proposta que, si bé encara no han estat suficient diversificades i estudiades en el nostre país, sembla que redueixen els impactes ambientals, disminueixen el risc dels problemes de salut i augmenten la confortabilitat i seguretat dels usuaris i treballadors de les piscines.