Càlcul diferencial: anàlisi de corbes

Oferim als estudiants universitaris i als lectors interessats aquesta guia didàctica de la matemàtica universitària com a fruit dels nostres anys de docència de les matemàtiques a la Universitat. El resultat final ha esdevingut una col·lecció de setze petits volums agrupats en els dos mòduls d'Àlgebra Lineal i de Càlcul Infinitesimal. Aquest volum tracta les principals característiques que poden tenir les gràfiques de les funcions. S’estudien en primer lloc les aproximacions polinòmiques d’una corba en un punt amb la coneguda fórmula de Taylor. En la segona part es fa un anàlisi del càlcul de les asímptotes, el creixement i decreixement, els punts extrems, la concavitat i convexitat i també dels punts d’inflexió

Càlcul diferencial: derivades

Oferim als estudiants universitaris i als lectors interessats aquesta guia didàctica de la matemàtica universitària com a fruit dels nostres anys de docència de les matemàtiques a la Universitat. El resultat final ha esdevingut una col·lecció de setze petits volums agrupats en els dos mòduls d'Àlgebra Lineal i de Càlcul Infinitesimal. En aquest volum iniciem amb l’estudi de les derivades. Des de l’establiment, a la segona meitat del segle XVII, del Càlcul infinitesimal per Newton i Leibniz de manera independent, amb l’objectiu posat en la determinació de la recta tangent a una corba en un punt donat, el concepte de derivada ha tingut un paper preeminent en l’estudi del ritme de variació d’una funció i ha suposat una eina de gran utilitat en l’estudi de molts problemes de les ciències exactes i experimentals

Càlcul funcional: topologia, successions i continuïtat

Oferim als estudiants universitaris i als lectors interessats aquesta guia didàctica de la matemàtica universitària com a fruit dels nostres anys de docència de les matemàtiques a la Universitat. El resultat final ha esdevingut una col·lecció de setze petits volums agrupats en els dos mòduls d'Àlgebra Lineal i de Càlcul Infinitesimal. El present volum s’inicia amb un estudi de les nocions de la topologia de Rn , que creiem necessari per analitzar amb un mínim de rigor el concepte de continuïtat d’una funció, que tractem en aquest mateix volum, i el concepte de derivabilitat que analitzem en el volum següent. Així mateix, es realitza un estudi de les successions i sèries numèriques, noció que emprarem també per definir el límit d’una funció en un punt. Malgrat que incloem les definicions rigoroses d’alguns conceptes, hem volgut fugir deliberadament de l’excessiu rigor per donar prioritat a les idees intuïtives que ens poden ajudar a entendre la pràctica dels conceptes

Càlcul funcional: introducció a les funcions

Oferim als estudiants universitaris i als lectors interessats aquesta guia didàctica de la matemàtica universitària com a fruit dels nostres anys de docència de les matemàtiques a la Universitat. El resultat final ha esdevingut una col·lecció de setze petits volums agrupats en els dos mòduls d'Àlgebra Lineal i de Càlcul Infinitesimal. Pensem que l’estudi de les funcions incloses en aquest volum és interessant per fer un repàs de molts conceptes ja vistos en l’ensenyament secundari, però que considerem indispensables per entendre bé els nous temes de càlcul funcional que ens proposem desenvolupar en els propers volums

Iniciativas para mejorar la calidad de la docencia en asignaturas de matemáticas de primer ciclo en estudios universitarios.

Realizado en la Facultad de Económicas de la Universidad de Valladolid, por 3 profesores del centro, para la asignatura de Matemáticas en la Licenciatura en Economía, en la Licenciatura en Administración y Dirección de Empresas y en la Doble Licenciatura en Derecho y Administración y Dirección de empresas y para las asignaturas de Cálculo Infinitesimal y Álgebra de la Diplomatura en Estadística. Este proyecto se puede dividir en varios puntos: estudio de las dificultades con las que se encuentran los alumnos en las asignaturas de Matemáticas al comenzar el primer ciclo de Universidad; selección de bibliografía adecuada que les sirva de apoyo en los diferentes temas en los que lo necesitan; material didáctico que pueda utilizar libremente el alumno; y seminarios periódicos y tutorías personalizadas en las que se asesora a los alumnos, en grupo o de forma individual, de la forma adecuada de utilizar el material que se les proporciona. Se ha observado la utilidad de las iniciativas descritas a lo largo del curso 2003/2004 en el que se ha podido poner en práctica alguna de ellas. Se ha percibido una mayor participación y seguimiento de las clases y las tutorías, por parte del alumnado. Se pretende continuar durante los siguientes cursos, mejorando y recopilando más información.

La enseñanza de las matemáticas.

Se analiza la enseñanza de la materia de matemáticas a nivel de bachillerato en España. Se comienza con la enseñanza en los años cincuenta, cuando se considera que la enseñanza matemática en nuestro país parecía razonablemente sana. La Geometría ocupaba un lugar dominante, y el cálculo infinitesimal estaba bien representado. En definitiva, la información matemática general de nuestros estudiantes era incluso superior a la de muchos otros países de Europa. Pero en la década de los sesenta empieza a vislumbrarse un cambio de rumbo. EI movimiento fue bastante general. Comenzó por USA y Francia. A algunos países con una fuerte tradición de didáctica matemática, como Rusia y Hungría, nunca llegó tan radicalmente. A España llegó con algún retraso. La nueva matemática se denominó Matemática Moderna o Nueva Matemática. Algunas de sus ideas directrices fueron: que los niños entiendan desde el principio todo lo que están haciendo, por lo cual se eliminaron tablas y memorizaciones. Las consecuencias, plasmadas legalmente en nuestros programas, han sido rotundas. A nuestros niños se les enseña las operaciones con conjuntos casi antes de que sepan hablar, lo cual ha fracasado estrepitosamente. En la mayor parte de los países donde el sistema se ha implantado, el movimiento devuelta comenzó prácticamente de inmediato. En España aún se están haciendo los últimos esfuerzos por ponerlo en práctica. Ante esta problemática se plantea que hacer. Se señala que el mal ya está hecho y sus consecuencias las seguiremos sufriendo por algún tiempo, y que la corrección de rumbo de los organismos oficiales no suele ser un proceso rápido. Pero se considera que se puede tratar de catalizar la superación de esta etapa, lo que se va realizando ya con éxito en otros países. Y mientras llega la corrección oficial se sugiere que los profesores se informen suficientemente para saber lo que convendría subrayar y soslayar en nuestros programas y textos. Que piensen que la abstracción anticipada y el rigor prematuro, aparte de ser inútiles y perjudiciales, conducirán necesariamente al hastío.

Cálculo de una pequeña tabla de logaritmos por alumnos de Bachillerato con sólo conocimientos elementales (1).

Presentación de un estudio de un profesor de matemáticas de bachillerato, acerca de cómo calcular una tabla de logaritmos, con tan sólo unos pequeños conocimientos elementales. La cuestión surgió ante preguntas de alumnos sobre como han surgido las tablas de logaritmos. Ante estas cuestiones se suele remitir a los autores mïs renombrados del cálculo infinitesimal, como Taylor, MacLaurin, etc. La invención de este nuevo método que presenta su autor, permite en pocas horas, calcular una pequeña tabla de logaritmos de hasta cuatro cifras decimales exactas. El método está basado en la interpolación lineal o regla de tres, a la que se aplican las leyes que rigen los logaritmos decimales.

The Centre of Memories: work in progress. Case of the Michel Giacometti Labour Museum, Setúbal, Portugal

The work on Social Memory, focused on the biographic method and the paths of immaterial Heritage, are the fabric that we have chosen to substantiate the idea of museum. The social dimensions of memory, its construction and representation, are the thickness of the exhibition fabric. The specificity of museological work in contemporary times resembles a fine lace, a meticulous weaving of threads that flow from time, admirable lace, painstaking and complex, created with many needles, made up of hollow spots and stitches (of memories and things forgotten). Repetitions and symmetries are the pace that perpetuates it, the rhythmic grammar that gives it body. A fluid body, a single piece, circumstantial. It is always possible to create new patterns, new compositions, with the same threads. Accurately made, properly made, this lace of memories and things forgotten is always an extraordinary creation, a web of wonder that expands fantasy, generates value and feeds the endless reserve of the community’s knowledge, values and beliefs.

The influence of viscous and latent heating on crystal-rich magma flow in a conduit

The flow dynamics of crystal-rich high-viscosity magma is likely to be strongly influenced by viscous and latent heat release. Viscous heating is observed to play an important role in the dynamics of fluids with temperature-dependent viscosities. The growth of microlite crystals and the accompanying release of latent heat should play a similar role in raising fluid temperatures. Earlier models of viscous heating in magmas have shown the potential for unstable (thermal runaway) flow as described by a Gruntfest number, using an Arrhenius temperature dependence for the viscosity, but have not considered crystal growth or latent heating. We present a theoretical model for magma flow in an axisymmetric conduit and consider both heating effects using Finite Element Method techniques. We consider a constant mass flux in a 1-D infinitesimal conduit segment with isothermal and adiabatic boundary conditions and Newtonian and non-Newtonian magma flow properties. We find that the growth of crystals acts to stabilize the flow field and make the magma less likely to experience a thermal runaway. The additional heating influences crystal growth and can counteract supercooling from degassing-induced crystallization and drive the residual melt composition back towards the liquidus temperature. We illustrate the models with results generated using parameters appropriate for the andesite lava dome-forming eruption at Soufriere Hills Volcano, Montserrat. These results emphasize the radial variability of the magma. Both viscous and latent heating effects are shown to be capable of playing a significant role in the eruption dynamics of Soufriere Hills Volcano. Latent heating is a factor in the top two kilometres of the conduit and may be responsible for relatively short-term (days) transients. Viscous heating is less restricted spatially, but because thermal runaway requires periods of hundreds of days to be achieved, the process is likely to be interrupted. Our models show that thermal evolution of the conduit walls could lead to an increase in the effective diameter of flow and an increase in flux at constant magma pressure.

Analytical potentials for triatomic molecules VIII. A two valued surface for the lowest 1A¢ surfaces of H2O

Ab initio calculations of the energy have been made at approximately 150 points on the two lowest singlet A' potential energy surfaces of the water molecule, 1A' and 1A', covering structures having D∞h, C∞v, C2v and Cs symmetries. The object was to obtain an ab initio surface of uniform accuracy over the whole three-dimensional coordinate space. Molecular orbitals were constructed from a double zeta plus Rydberg basis, and correlation was introduced by single and double excitations from multiconfiguration states which gave the correct dissociation behaviour. A two-valued analytical potential function has been constructed to fit these ab initio energy calculations. The adiabatic energies are given in our analytical function as the eigenvalues of a 2 2 matrix, whose diagonal elements define two diabatic surfaces. The off-diagonal element goes to zero for those configurations corresponding to surface intersections, so that our adiabatic surface exhibits the correct Σ/II conical intersections for linear configurations, and singlet/triplet intersections of the O + H2 dissociation fragments. The agreement between our analytical surface and experiment has been improved by using empirical diatomic potential curves in place of those derived from ab initio calculations.

Orography in a contour dynamics model of large-scale atmospheric flow

The influence of orography on the structure of stationary planetary Rossby waves is studied in the context of a contour dynamics model of the large-scale atmospheric flow. Orography of infinitesimal and finite amplitude is studied using analytical and numerical techniques. Three different types of orography are considered: idealized orography in the form of a global wave, idealized orography in the form of a local table mountain, and the earth's orography. The study confirms the importance of resonances, both in the infinitesimal orography and in the finite orography cases. With finite orography the stationary waves organize themselves into a one-dimensional set of solutions, which due to the resonances, is piecewise connected. It is pointed out that these stationary waves could be relevant for atmospheric regimes.

Dicopper(II) trihydroxide cyanoureate dihydrate

The title compound, poly[[mu-cyanoureato-tri-mu-hydroxidodicopper(II)] dihydrate], {[Cu-2(C2H2N3O)(OH)(3)]center dot 2H(2)O}(n), is a new layered copper(II) hydroxide salt (LHS) with cyanoureate ions and water molecules in the interlayer space. The three distinct copper(II) ions have distorted octahedral geometry: one Cu (symmetry (1) over bar) is coordinated to six hydroxide groups (4OH + 2OH), whilst the other two Cu atoms (symmetries (1) over bar and 1) are coordinated to four hydroxides and two N atoms from nitrile groups of the cyanoureate ions (4OH + 2N). The structure is held together by hydrogen-bonding interactions between the terminal-NH2 groups and the central cyanamide N atoms of organic anions associated with neighbouring layers.

Induced random fields in the LiHoxY1-xF4 quantum ising magnet in a transverse magnetic field

The LiHoxY1-xF4 magnetic material in a transverse magnetic field Bxx̂ perpendicular to the Ising spin direction has long been used to study tunable quantum phase transitions in a random disordered system. We show that the Bx-induced magnetization along the x̂ direction, combined with the local random dilution-induced destruction of crystalline symmetries, generates, via the predominant dipolar interactions between Ho3+ ions, random fields along the Ising ẑ direction. This identifies LiHoxY1-xF4 in Bx as a new random field Ising system. The random fields explain the rapid decrease of the critical temperature in the diluted ferromagnetic regime and the smearing of the nonlinear susceptibility at the spin-glass transition with increasing Bx and render the Bx-induced quantum criticality in LiHoxY1-xF4 likely inaccessible.

Highly proton-ordered water structures on oxygen precovered Ru{0001}

We present helium scattering measurements of a water ad-layer grown on a O(2 1)/Ru(0001) surface. The adsorbed water layer results in a well ordered helium diffraction pattern with systematic extinctions of diffraction spots due to glide line symmetries. The data reflects a well-defined surface structure that maintains proton order even at surprisingly high temperatures of 140 K. The diffraction data we measure is consistent with a structure recently derived from STM measurements performed at 6 K. Comparison with recent DFT calculation is in partial agreement, suggesting that these calculations might be underestimating the contribution of relative water molecule orientations to the binding energy.

Bistability through triadic closure

We propose and analyse a class of evolving network models suitable for describing a dynamic topological structure. Applications include telecommunication, on-line social behaviour and information processing in neuroscience. We model the evolving network as a discrete time Markov chain, and study a very general framework where, conditioned on the current state, edges appear or disappear independently at the next timestep. We show how to exploit symmetries in the microscopic, localized rules in order to obtain conjugate classes of random graphs that simplify analysis and calibration of a model. Further, we develop a mean field theory for describing network evolution. For a simple but realistic scenario incorporating the triadic closure effect that has been empirically observed by social scientists (friends of friends tend to become friends), the mean field theory predicts bistable dynamics, and computational results confirm this prediction. We also discuss the calibration issue for a set of real cell phone data, and find support for a stratified model, where individuals are assigned to one of two distinct groups having different within-group and across-group dynamics.