Descarga la aplicación para disfrutar aún más
Vista previa del material en texto
Educación Superior Abierta y a Distancia • Ciencias Exactas, Ingeniería y Tecnología 1 Cálculo diferencial Tabla de especificaciones con enfoque de competencias Familia Ciencias Exactas Ingeniería y Tecnología Cuatrimestre Segundo Asignatura Cálculo diferencial Horas por asignatura 72 Responsable metodológico Karla Contreras Chávez y Brenda Cruz Elaboró Celina Manrique Niño Fecha de entrega 23 de julio del 2010 Descripción de la asignatura: El cálculo diferencial es una de las ramas de las matemáticas, en él se estudia la forma en que cambian las funciones al cambiar las variables, siendo la derivada el objeto de estudio de esta asignatura. A través de ella descubriremos diversas aplicaciones en los problemas de optimización, por ejemplo, existen personas que deciden la manera en que presentarán los envases de ciertos productos: lácteos, refrescos, jugos, etc. Pero los expertos eligen los materiales y la forma que tendrán con el fin de vender los productos a un costo razonable. ¿Te imaginas la forma en que lo hacen? Pues, por medio de las aplicaciones de la derivada en los problemas de optimización en los que se determina el valor máximo o mínimo de una función, para encontrar las dimensiones que estos tendrán. La asignatura de Cálculo diferencial se aborda en el segundo cuatrimestre de la licenciatura de matemáticas, al terminarla estarás preparado para aplicar las herramientas matemáticas en las diferentes áreas de trabajo o en las organizaciones con el fin de resolver las necesidades que estas tengan. También estarás preparado para realizar investigaciones en forma individual o mediante la colaboración de otros investigadores, así como para construir modelos matemáticos que den respuesta a situaciones que surgen en la vida cotidiana. El contenido que trabajes en esta asignatura te servirá para aplicarlo en las demás, como: Cálculo integral, Cálculo de varias variables, Ecuaciones diferenciales I y II, Variable compleja I y II, así mismo en Ecuaciones diferenciales parciales. Educación Superior Abierta y a Distancia • Ciencias Exactas, Ingeniería y Tecnología 2 Cálculo diferencial Competencia general: Aplicar la derivada para resolver problemas de optimización a través de la ecuación que represente la situación o problema planteado. Competencias transversales: Estas competencias son fijas y comunes a todas las carreras, su desarrollo se promueve con las actividades que realiza el estudiante, es necesario tomarlas en cuenta al momento de diseñar estas actividades. Comunicación Gestión de información Pensamiento crítico Trabajo colaborativo Sociales Solución de problemas y toma de decisiones Capacidad de comunicación oral y escrita. Capacidad de comunicación en segundo idioma. Capacidad de investigación. Capacidad de aprender y actualizarse permanentemente. Habilidades para buscar, procesar y analizar información procedente de diversas fuentes. Capacidad de actuar ante nuevas situaciones. Capacidad crítica y autocrítica. Capacidad de abstracción, análisis y síntesis. Capacidad de trabajo en equipo. Habilidades interpersonales. Capacidad de motivar y conducir hacia metas comunes. Capacidad para formular y gestionar proyectos. Responsabilidad social y compromiso ciudadano. Compromiso con la preservación del medio ambiente. Compromiso con su medio social-cultural. Valoración y respeto por la diversidad y la multiculturalidad. Compromiso ético. Compromiso con la calidad. Capacidad creativa. Capacidad para tomar decisiones. Capacidad para identificar, plantear y resolver problemas. Capacidad de organizar y planificar el tiempo. Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica. Educación Superior Abierta y a Distancia • Ciencias Exactas, Ingeniería y Tecnología 3 Cálculo diferencial Temario Nota: El número de unidades, de temas y subtemas correspondientes a cada unidad, están delimitados por el alcance de la competencia, se deben agregar los campos que sean necesarios para cubrirlos. Unidad Tema(s) Subtema(s) Tiempo estimado Por tema Por unidad 1. Funciones 1.1. Definición de función 1.1.1. Prueba de la recta vertical 3 hrs. 15 hrs. 1.1.2. Representación de una función por medio de una gráfica, una tabla de valores o una ecuación (forma analítica) 1.1.3. Dominio y contradominio de una función 1.2. Clasificación de funciones 1.2.1. Funciones algebraicas (polinómicas, racionales y función valor absoluto) 5 hrs. 1.2.2. Funciones trigonométricas (seno, coseno y tangente) 1.2.3. Identidades trigonométricas 1.2.4. Funciones trascendentes (exponencial, logarítmica e hiperbólica) 1.3. Características de las funciones 1.3.1. Funciones crecientes y decrecientes 5 hrs. 1.3.2. Funciones pares e impares 1.3.3. Funciones periódicas 1.3.4. Función definida por secciones 1.3.5. Funciones implícitas Educación Superior Abierta y a Distancia • Ciencias Exactas, Ingeniería y Tecnología 4 Cálculo diferencial 1.4. Operaciones entre funciones 1.4.1. Operaciones básicas y composición de funciones 2 hrs. 1.4.2. Translación de funciones 2. Límites y continuidad 2.1. Límites 2.1.1. Concepto intuitivo de límite 6 hrs. 16 hrs. 2.1.2. Cálculo de límites de forma gráfica y numérica 2.1.3. Definición de límite 2.1.4. Propiedades de los límites 2.1.5. Límites especiales 2.2. Continuidad y límites laterales 2.2.1. Continuidad en un punto y en un intervalo abierto 6 hrs. 2.2.2. Definición de continuidad 2.2.3. Límites laterales 2.2.4. Teorema de la existencia del límite 2.2.5. Definición de continuidad en un intervalo cerrado 2.3. Límites infinitos 2.3.1. Definición de límites infinitos 4 hrs. 2.3.2. Asíntotas verticales 3. La derivada 3.1. La derivada 3.1.1. Importancia de la derivada 3 hrs. 20 hrs. 3.1.2. Interpretación geométrica de la derivada 3.1.3. Concepto de derivada 3.2. Derivación de funciones algebraicas, polinomiales y racionales 3.2.1. Derivación de funciones algebraicas 5 hrs. 3.2.2. Derivación de funciones polinomiales 3.2.3. Derivación de funciones racionales 3.3. Derivadas de orden superior 3.3.1. Definición de derivadas de orden superior 2 hrs. 3.4. Derivación de funciones trascendentes 3.4.1. Derivación de funciones trigonométricas 7 hrs. 3.4.2. Derivación de funciones compuestas (regla de la cadena) Educación Superior Abierta y a Distancia • Ciencias Exactas, Ingeniería y Tecnología 5 Cálculo diferencial 3.4.3. Derivación de funciones logarítmicas 3.4.4. Derivación de funciones exponenciales 3.5. Derivación de funciones implícitas 3.5.1. Derivación de funciones implícitas 3 hrs. 4. Aplicaciones de la derivada 4.1. Extremos en un intervalo 4.1.1. Extremos de una función 4 hrs. 21 rs. 4.1.2. Teorema de los valores extremos 4.1.3. Extremos relativos y números críticos 4.1.4. Teorema de los extremos relativos que sólo ocurren en los números críticos 4.2. Teorema de Rolle y teorema del valor medio 4.2.1. Teorema de Rolle 3 hrs. 4.2.2. Teorema del valor medio 4.3. Funciones crecientes, decrecientes y el criterio de la primera derivada 4.3.1. Criterio de crecimiento ydecrecimiento 3 hrs. 4.3.2. Criterio de la primera derivada para extremos relativos 4.3.3. Aplicación del criterio de la primera derivada 4.4. Concavidad y el criterio de la segunda derivada 4.4.1. Definición de concavidad 5 hrs. 4.4.2. Criterio de concavidad 4.4.3. Puntos de inflexión 4.4.4. Criterio de la segunda derivada para extremos relativos 4.4.5. Aplicación del criterio de la segunda derivada 4.5. Diferentes aplicaciones de la derivada 4.5.1. Aplicaciones geométricas 6 hrs. 4.5.2. Aplicaciones físicas 2.5.3. Problemas de optimización Educación Superior Abierta y a Distancia • Ciencias Exactas, Ingeniería y Tecnología 6 Cálculo diferencial Esquema de evaluación general (Para uso exclusivo del área de evaluación) Ponderación por unidad para programación en plataforma Metodología: justificación y alcance Unidades / Ponderables Herramientas de interacción en el aula (foro, blog, wiki, base de datos) 20% (Promedio simple) AF/Sección (taller y tareas) 20% (Promedio simple) E-portafolio 40% Autoevaluación 20% (Promedio simple) Evidencia Ponderación Aprendizaje basado en estudio de casos (ABEC) Unidad 1 Foro. Ejemplo de funciones Aplicaciones de las funciones en la vida cotidiana. 10% Quizz 6 reactivos OA. Gráfica Funciones 6 reactivos Objeto de aprendizaje: Tipos de funciones Tareas: Seno, coseno y tangente Objeto de aprendizaje: Clasificación de funciones Tareas: Función definida por secciones Objeto de aprendizaje: Actividad integradora Unidad 2 Foro: Concepto de límite Aplicación del procedimiento de límite y continuidad. 20% Quizz 5 reactivos OA maratón. Límites. 5 reactivos Foro: Propiedades de los límites Tareas: Cadena de secuencias para el cálculo de límites Wiki: Concepto de continuidad Educación Superior Abierta y a Distancia • Ciencias Exactas, Ingeniería y Tecnología 7 Cálculo diferencial Tareas: Límite y continuidad Tareas: Asíntotas verticales Objeto de aprendizaje: Actividad integradora Unidad 3 Foro: Pendiente e inclinación Quizz 8 reactivos OA. Gráficas Derivada 8 reactivos Foro: Pendiente de un curva Tareas: La derivada Tareas: Derivación de funciones algebraicas Tareas: Derivadas de orden superior Tareas: Derivación de funciones trascendentes Tareas: Derivación de funciones implícitas Unidad 4 Tareas: Números críticos Problemas que se resuelven a través de la optimización. Análisis, propuesta e interpretación del resultado. 70% Quizz 5 reactivos OA. Gráficas Aplicación de la derivación. 5 reactivos Tareas: Crecimiento y decrecimiento Tareas: Aplicación del criterio de la primera derivada Tareas: Criterio de concavidad Tareas: Criterio de la segunda derivada Wiki: Los efectos de la capa de ozono Totales: 100% Educación Superior Abierta y a Distancia • Ciencias Exactas, Ingeniería y Tecnología 8 Cálculo diferencial Unidad 1 Funciones Competencia específica/ Nivel taxonómico Componentes de la competencia Logros de la competencia Aprendizaje Basado en Problemas (ABP) Uso de herramientas tecnológicas Actividades formativas E-portafolio/ Ponderación de la evidencia No. de reactivos Autoevalua ción Distinguir la clasificación, características y operaciones de las funciones a través de analogías de la vida cotidiana para representarlas mediante una tabla, una gráfica o una ecuación. 2. Comprensión Contenido declarativo Identificar la clasificación de las funciones. Comparar las características de las funciones. Realizar las operaciones entre funciones. Foro: Ejemplo de funciones Objeto de aprendizaje: Tipos de funciones Tareas: Seno, coseno y tangente Objeto de aprendizaje : Clasificación de funciones Tareas: Función definida por secciones Objeto de aprendizaje: Funciones 6 reactivos Aplicaciones de las funciones en la vida cotidiana. Clasificación, características, gráficas y operaciones entre funciones. Ponderación de la evidencia: 10% Quizz 6 reactivos Definición de función. Definición de dominio y contradominio de una función. Clasificación de funciones: algebraicas, trigonométricas y trascendentes. Características de las funciones. Contenidos procedimentales Educación Superior Abierta y a Distancia • Ciencias Exactas, Ingeniería y Tecnología 9 Cálculo diferencial Representación de funciones en el plano cartesiano a partir de una tabla de valores o de obtener los datos de la expresión general. Determinación de dominio y contradominio de una función. Identificación de funciones algebraicas, trigonométricas y trascendentes. Diferenciación de intervalos de crecimiento y decrecimiento. Operaciones entre funciones y composición de las mismas, así como la traslación de funciones. Contenidos Educación Superior Abierta y a Distancia • Ciencias Exactas, Ingeniería y Tecnología 10 Cálculo diferencial actitudinales Responsabilidad por el trabajo. Receptividad. Aspectos contextuales Uso de las funciones en la vida cotidiana, por ejemplo, para obtener el interés anual de una inversión a plazo fijo. En las diferentes disciplinas de estudio. Educación Superior Abierta y a Distancia • Ciencias Exactas, Ingeniería y Tecnología 11 Cálculo diferencial Unidad 2 Límites y continuidad Competencia específica/ Nivel taxonómico Componentes de la competencia Logros de la competencia Aprendizaje Basado en Problemas (ABP) Uso de herramientas tecnológicas Actividades formativas E-portafolio/ Ponderación de la evidencia No. de reactivos Autoevalua ción Aplicar el procedimiento de límite y continuidad para determinarlos en una función por medio de la expresión general de la misma o de su representación gráfica. 3. Análisis Contenido declarativo Distinguir el concepto de límite y continuidad. Calcular los límites de las funciones a través de las propiedades de los límites. Determinar si una función es continua a partir de su representación gráfica o de su expresión algebraica. Foro: Concepto de límite Foro: Propiedades de los límites Wiki: Concepto de continuidad Tareas: Cadena de secuencias para el cálculo de límites Tareas: Límite y continuidad Tareas: Asíntotas verticales Objeto de aprendizaje: Límites 5 reactivos Aplicación del procedimiento de límite y continuidad. Ponderación de la evidencia: 20% Quizz 5 reactivos Concepto intuitivo de límite. Procedimiento para el cálculo de límites de forma gráfica y numérica. Definición formal de límite. Propiedades de los límites. Procedimientopara el cálculo de límites especiales. Definición de: - Continuidad - Límites laterales Teorema de la existencia del límite. Definición de: Educación Superior Abierta y a Distancia • Ciencias Exactas, Ingeniería y Tecnología 12 Cálculo diferencial - Continuidad en un intervalo cerrado - Límites infinitos - Asíntotas verticales Contenidos procedimentales Aplicación del cálculo de límites de forma gráfica y numérica. Aplicación de las propiedades de los límites. Cálculo de límites especiales. Aplicación del procedimiento para la: - Determinación de la continuidad en un punto y en un intervalo abierto. - Determinación de funciones continúas en intervalos cerrados. - Determinación de los límites laterales. - Determinación de las asíntotas verticales. Contenidos actitudinales Educación Superior Abierta y a Distancia • Ciencias Exactas, Ingeniería y Tecnología 13 Cálculo diferencial Responsabilidad Trabajo en equipo Participación Aspectos contextuales Uso del concepto de continuidad para comprender la forma en que crece una persona, dicha situación representa una función continua. En las diferentes disciplinas de estudio. Unidad 3 La derivada Educación Superior Abierta y a Distancia • Ciencias Exactas, Ingeniería y Tecnología 14 Cálculo diferencial Competencia específica/ Nivel taxonómico Componentes de la competencia Logros de la competencia Aprendizaje Basado en Problemas (ABP) Uso de herramientas tecnológicas Actividades formativas E-portafolio/ Ponderación de la evidencia No. de reactivos Autoeval uación Resolver problemas de física y optimización para determinar los valores máximos y mínimos por medio del criterio de la primera o segunda derivada. 4. Utilización Contenido declarativo Analizar el concepto de derivada y su interpretación geométrica. Calcular las derivadas de funciones algebraicas, polinomiales y racionales. Calcular las derivadas de funciones trigonométricas, logarítmicas, compuestas y exponenciales. Determinar las derivadas de funciones implícitas. Foro: Pendiente e inclinación Foro: Pendiente de un curva Tareas: La derivada Tareas: Derivación de funciones algebraicas Tareas: Derivadas de orden superior Tareas: Derivación de funciones trascendentes Tareas: Derivación de funciones implícitas Problemas que se resuelven a través de la optimización. Parte 1. Antecedentes y consecuencias del problema. Ponderación de la evidencia: 30% Quizz 8 reactivos Concepto de derivada y su importancia. Interpretación geométrica de la derivada. Fórmulas para calcular la derivada de funciones algebraicas, polinomiales y racionales. Definición de derivadas de orden superior. Fórmulas para calcular la derivada de orden superior. Fórmulas de las funciones trigonométricas, compuestas, logarítmicas y exponenciales. Educación Superior Abierta y a Distancia • Ciencias Exactas, Ingeniería y Tecnología 15 Cálculo diferencial Fórmulas de las funciones implícitas. Contenidos procedimentales Aplicación de las fórmulas para calcular la derivada de funciones algebraicas, polinomiales y racionales. Aplicación de la fórmula para calcular la derivada de: - Orden superior. - Funciones trigonométricas, logarítmicas, compuestas y exponenciales. - Funciones implícitas. Contenidos actitudinales Educación Superior Abierta y a Distancia • Ciencias Exactas, Ingeniería y Tecnología 16 Cálculo diferencial Responsabilidad Receptividad Aspectos contextuales En las diferentes disciplinas de estudio. Educación Superior Abierta y a Distancia • Ciencias Exactas, Ingeniería y Tecnología 17 Cálculo diferencial Unidad 4 Aplicaciones de la derivada Competencia específica/ Nivel taxonómico Componentes de la competencia Logros de la competencia Aprendizaje Basado en Problemas (ABP) Uso de herramientas tecnológicas Actividades formativas E-portafolio/ Ponderación de la evidencia No. de reactivos Autoeval uación Resolver problemas de física y optimización para determinar los valores máximos y mínimos por medio del criterio de la primera o segunda derivada. 4. Utilización Contenido declarativo Determinar los valores máximos o mínimos de una función a partir de su representación gráfica o a través de los cálculos. Identificar si una función es creciente o decreciente de forma visual, por medio de la definición u obteniendo la derivada. Resolver problemas en los que determina los extremos absolutos en problemas de física y optimización. Wiki. Los efectos de la capa de ozono Tareas: Números críticos Tareas: Crecimiento y decrecimiento Tareas: Aplicación del criterio de la primera derivada Tareas: Criterio de concavidad Tareas: Criterio de la segunda derivada Problemas que se resuelven a través de la optimización. Parte 2. Análisis, propuesta e interpretación del resultado. Ponderación de la evidencia: 40% Quizz 5 reactivos Definición de extremos de una función. Teorema de los valores extremos. Definición de extremos relativos y números críticos. Teorema de los extremos relativos que sólo ocurren en los números críticos. Teorema de Rolle. Teorema del valor medio. Definición del criterio de crecimiento y decrecimiento. Procedimiento del Educación Superior Abierta y a Distancia • Ciencias Exactas, Ingeniería y Tecnología 18 Cálculo diferencial criterio de la primera derivada para extremos relativos. Definición de concavidad. Definición del criterio de concavidad. Procedimiento para determinar los puntos de inflexión y el criterio de la segunda derivada para los extremos relativos. Contenidos procedimentales Aplicación del criterio de la primera derivada. Aplicación del criterio de la segunda derivada. Aplicaciones de la derivada en la resolución de problemas de física y optimización. Calculo del valor máximo o mínimo absoluto de una función. Educación Superior Abierta y a Distancia • Ciencias Exactas, Ingeniería y Tecnología 19 Cálculo diferencial Aplicación del teorema del valor extremo para determinar el valor máximo o mínimo absoluto de una función. Uso del teorema de Rolle y del valor medio para resolver problemas. Determinación de los intervalos en los que una función es creciente o decreciente. Aplicación del criterio de la primera derivadapara determinar los extremos relativos de una función. Determinación de la concavidad y puntos de inflexión de una función. Calculo de los extremos. Contenidos actitudinales Liderazgo Apertura al cambio Educación Superior Abierta y a Distancia • Ciencias Exactas, Ingeniería y Tecnología 20 Cálculo diferencial Aspectos contextuales En las diferentes organizaciones para resolver problemas de optimización.
Compartir