Sumários das aulas teóricas


LMAC, LEFT, LEBM, LEA (3ª feira, VA3, 13-14h; 5ª feira, VA4, 13-14h; 6ª feira, QA02.4, 12-13h)

Docente: João Teixeira


27/03/07   Apresentação. Corpo dos números complexos; representação geométrica. Números complexos na forma polar. Produto e quociente de números complexos na forma polar. Formula de Moivre. Fórmula de Euler. Algumas funções complexas de variável complexa elementares: funções polinomiais, funções racionais. Exemplo elementar de uma função multivalente: raiz índice n de um número complexo.
01/03/07   Exponencial Complexa. Funções hiperbólicas. Funções trigonométricas. Logaritmo complexo. Ramos da função logaritmo e valor principal. Ramos da função potência e valor principal.
02/03/07   Noções topológicas elementares em C: conjuntos abertos e fechados, pontos de acumulação e pontos aderentes. Funções complexas de variável complexa. Definição de limite e propriedades: álgebra de limites.

06/03/07   Continuidade. Sucessões complexas. Limite de sucessões.
08/03/07   Teorema de Bolzano-Weierstrass. Critério de Cauchy e completude do corpo C. Continuidade uniforme. Teorema de Cantor.
09/03/07   (Aula substituida em 23/03/07)

13/03/07  Definição da derivada de uma função complexa de variável complexa. Relação entre derivada (complexa) e derivada no sentido dos campos de R² para R²: teorema de Cauchy-Riemann.
15/03/07  Definição de função holomorfa. Propriedades elementares da derivada complexa: derivada da soma, diferença, produto, quociente e composta; funções de derivada nula definidas num conjunto conexo são constantes.
16/03/07  Definição de caminho e de curva seccionalmente regular. Definição de integral de uma função contínua ao longo de um caminho. Propriedades elementares do integral: linearidade, aditividade, simetria. Estimação de integrais. Invariância por reparametrização. Teorema fundamental do cálculo (para funções holomorfas) e corolários.

20/03/07  Teorema de Cauchy em triângulos (Goursat).  Existência de primitivas em conjuntos convexos. Teorema de Cauchy
em conjuntos convexos.
22/03/07  (Aula a substituir em 29/03/07)
23/03/07  (Aula de substituição, 8h, Q4.2, etc) Índice de um caminho fechado. Funções holomorfas definidas por integrais complexos. Propriedades do índice. Fórmulas integrais de Cauchy e consequências: as funções holomorfas são indefinidamente diferenciáveis e têm derivadas (complexas) holomorfas de qualquer ordem n.
23/03/07  Teorema de Cauchy em conjuntos abertos. Teorema de Cauchy em regiões multiplamente conexas. Teorema de Liouville. Teorema Fundamental da Álgebra. Teorema de Morera.

27/03/07  Séries complexas. Critério de Cauchy para séries. Convergência absoluta. Séries de funções. Convergência pontual
e uniforme de sucessões e séries de funções. Critério de Cauchy para convergência uniforme. Teste-M de Weierstrass.
Continuidade do limite e do integral do limite de sucessões e da soma de séries de funções contínuas.
29/03/07  Convergência de sucessões e séries de funções holomorfas.  Séries de potências.  Série geométrica. Raio de convergência.  A soma de uma série de potências é holomorfa no disco de convergência. Série de Taylor de uma
função holomorfa.
29/03/07  (Aula de substituição, 19h, C01) Teorema de Taylor. Equivalência das noções de função holomorfa e função
analítica num conjunto aberto. Séries de Taylor de algumas funções elementares. Séries de Laurent. Teorema de Laurent.
30/03/07  Singularidades isoladas. Classificação das singularidades isoladas: singularidades removíveis, polos e
singularidades essenciais. Teorema dos resíduos. Cálculo dos resíduos de singularidades não essenciais. Séries de Taylor e
o cálculo de limites (Exemplo: regra de Cauchy para indeterminações 0/0).

03/04/07  Séries de Taylor e o cálculo de limites (Exemplo: cálculo do resíduo de um polo simples). Resíduo no infinito.
Funções meromorfas. A soma dos resíduos de uma função meromorfa é nula. Aplicações do teorema dos resíduos ao cálculo
de integrais reais. Integrais trigonométricos. Integração complexa no sentido do valor principal (de Cauchy). Cálculo de integrais impróprios reais por aplicação do teorema dos resíduos.
05/04/07  Férias de Páscoa.
06/04/07  Férias de Páscoa.
10/04/07  Férias de Páscoa.
12/04/07  Cálculo de integrais impróprios reais por aplicação do teorema dos resíduos. Lema de Jordan. Exemplos.
13/04/07  Cálculo de integrais impróprios (exemplos). Funções harmónicas e harmónicas conjugadas.
17/04/07  Transformações conformes: definição e exemplos
19/04/07  Transformações de Möbius. Referência ao movimento de um fluído potencial e à transformação de Jukowski.
20/04/07  Revisões.
(21/04/07  1º Teste)

24/04/07  Equações diferenciais. Definições gerais: ordem e solução de uma equação; equações ordinárias e parciais, escalares e vectoriais; problema de valor inicial (ou de Cauchy). Equações de 1ª ordem escalares. Equações lineares: caso homogéneo e caso geral. Exemplo.
26/04/07 Equações separáveis. Intervalo máximo de solução; soluções que explodem em tempo finito. Alguns exemplos.
27/04/07 Exemplos de equações separáveis (conclusão). Equações exactas. Exemplo.

01/05/07  Feriado
03/05/07  Equações redutíveis a exactas. Exemplos.
04/05/07  Equações vectoriais de 1ª ordem: questão de existência e unicidade de solução. Espaços métricos; sucessões de
Cauchy em espaços métricos e completude. Exemplos: espaços normados, espaços de Banach. C[a,b] é um espaço de
Banach.
08/05/07  Teorema da contracção (ou do ponto fixo de Banach). Condição de Lipshitz. Funções localmente lipshitzianas (relativamente a y). Teorema de Picard-Lindelöf.
10/05/07 Prolongamento de soluções a intervalos máximos de definição. Desigualdade de Gronwall. Comparação de soluções. Dependência contínua das condições iniciais.
11/05/07  Equações lineares de 1ª ordem (vectoriais) . Equação homogénea. O espaço de Banach das matrizes nxn. Convergência de sucessões e séries. Exponencial de uma matriz; definição e algumas propriedades. Solução geral da equação homogénea e solução do problema de valor inicial correspondente.
15/05/07  Soluções da equação homogénea e vectores próprios de A. Soluções reais. Cálculo de exp(At). Casos especiais: A diagonal; A diagonalizável. Caso geral: A equivalente a uma matriz de Jordan (a forma canónica de Jordan de A).
17/05/07  Exemplos de cálculo de exp(At). Equação não homogénea. Fórmula de variação das constantes.
18/05/07 Matriz solução fundamental de uma equação vectorial linear homogénea. Fórmula de variação das constantes para uma equação vectorial linear geral. Equações escalares lineares de ordem n: caso n=2; sistema de 2 equações de 1ª ordem equivalente, matriz cmpanheira, matriz wronskiana, solução de um PVI para a equação homogénea. Exemplo: oscilações amortecidas livres.

22/05/07 Exemplo: oscilações amortecidas livres. Equação linear de ordem n e equação vectorial de ordem 1 equivalente.
Matriz companheira. Caso homogéneo. Matriz wronskiana.
24/05/07 Equação de ordem n de coeficientes constantes. Polinómio característico, solução geral da equação homogénea e exemplo. Equação não homogénea. Fórmula de variação das constantes. Método dos coeficientes indeterminados; polinómio aniquilador.
25/05/07 Exemplos de aplicação do método dos coeficientes inderminados. Métodos de redução de ordem e exemplos. Equações diferenciais parciais. Equações do calor, de Laplace e das ondas. Problema de valor valor inicial e de fronteira (com condições de Dirichlet homogéneas) para a equação do calor.

29/05/07 Método de separação de variáveis para a equação do calor com condições de Dirichlet homogéneas. Série de Fourier: definição.
31/05/07 O espaço das funções de quadrado integrável, L²(I). Produto interno e norma em L²(I). L²(I), com a sua norma, é completo (um espaço de Hilbert). Conjuntos ortonormais e ortornormais completos. Desigualdade de Bessel.
01/06/07

05/06/07
07/06/07
08/06/07