tesis aplicacion de matlab en calculo 3 santiago ramos

147 Pages·2017·1.46 MB·Spanish

UNIVERSIDAD CATÓLICA
DE SANTIAGO DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE EDUCACIÓN TÉCNICA PARA EL
DESARROLLO
CARRERA DE INGENIERÍA EN TELECOMUNICACIONES CON
MENCIÓN EN GESTIÓN EMPRESARIAL DE
TELECOMUNICACIONES

TEMA:
“Aplicación del programa MATLAB en la resolución de
ecuaciones diferenciales aplicado a la materia de Cálculo
Tres”

AUTOR:
Ramos Flores Santiago Ignacio

Tesis previa a la obtención del Título de:
INGENIERO EN TELECOMUNICACIONES CON MENCIÓN
EN GESTIÓN EMPRESARIAL DE TELECOMUNICACIONES

TUTOR:
Ing. Córdova Rivadeneira Luis

Guayaquil, Ecuador
2012
UNIVERSIDAD CATÓLICA
DE SANTIAGO DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE EDUCACIÓN TÉCNICA PARA EL
DESARROLLO
CARRERA DE INGENIERÍA EN TELECOMUNICACIONES CON
MENCIÓN EN GESTIÓN EMPRESARIAL DE
TELECOMUNICACIONES

Certificamos que el presente trabajo fue realizado en su totalidad por el
señor Santiago Ramos como requerimiento parcial para la obtención del
Grado Académico de Ingeniero en Telecomunicaciones con mención
en Gestión Empresarial de Telecomunicaciones.

______________________
Ing. Córdova Rivadeneira Luis
Director de tesis

_____________________ _____________________
Ing. Manuel Romero Paz Ing. Armando Heras Sánchez
Decano de la Facultad Técnica Director de Carrera

_____________________ _____________________
Ing. Luis Vallejo Samaniego Eco. Gladis Contreras Molina
Coordinador Académico Coordinadora Administrativa

_____________________ ______________________
Ing. Néstor Zamora C., MSc. Ing. Efrén Herrera Muentes
Revisor de Tesis Revisor de Tesis

Guayaquil, a los 10 del mes de diciembre del año 2012
ii
UNIVERSIDAD CATÓLICA
DE SANTIAGO DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE EDUCACIÓN TÉCNICA PARA EL
DESARROLLO
CARRERA DE INGENIERÍA EN TELECOMUNICACIONES CON
MENCIÓN EN GESTIÓN EMPRESARIAL DE
TELECOMUNICACIONES

DECLARACIÓN DE RESPONSABILIDAD

Yo, Santiago Ramos

DECLARO QUE:

La Tesis “Aplicación del programa MATLAB en la resolución de
ecuaciones diferenciales aplicado a la materia de Cálculo Tres”
previa a la obtención del Grado Académico de Ingeniero en
Telecomunicaciones con mención en Gestión Empresarial de
Telecomunicaciones, ha sido desarrollada en base a una investigación
exhaustiva, respetando derechos intelectuales de terceros conforme las
citas que constan al pie de las páginas correspondientes, cuyas fuentes
se incorporan en la bibliografía. Consecuentemente este trabajo es de mi
total autoría.

En virtud de esta declaración, me responsabilizo del contenido, veracidad
y alcance científico de la tesis del Grado Académico en mención.

Guayaquil, a los 10 del mes de diciembre del año 2012

EL AUTOR

______________________________
Santiago Ramos
ii
UNIVERSIDAD CATÓLICA
DE SANTIAGO DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE EDUCACIÓN TÉCNICA PARA EL
DESARROLLO
CARRERA DE INGENIERÍA EN TELECOMUNICACIONES CON
MENCIÓN EN GESTIÓN EMPRESARIAL DE
TELECOMUNICACIONES

AUTORIZACIÓN

Yo, Santiago Ramos

Autorizo a la Universidad Católica de Santiago de Guayaquil, la
publicación en la biblioteca de la institución de la Tesis de Ingeniería en
Telecomunicaciones con mención en Gestión Empresarial de
Telecomunicaciones titulada: “Aplicación del programa MATLAB en
la resolución de ecuaciones diferenciales aplicado a la materia de
Cálculo Tres”, cuyo contenido, ideas y criterios son de mi exclusiva

responsabilidad y total autoría.

Guayaquil, a los 10 del mes de diciembre del año 2012

EL AUTOR:

______________________________
Santiago Ramos

iii
AGRADECIMIENTO

En primer lugar, agradezco infinitamente a Dios, Ser Supremo, por
permitirme lograr una meta más en mi vida.

Mi eterno agradecimiento a mis padres, quienes con su esfuerzo,
dedicación y sabios consejos me han conducido por el camino del bien.

A mi familia y amigos, muchas gracias por su permanente apoyo.

SANTIAGO RAMOS

iv
DEDICATORIA

El presente trabajo lo dedico de manera especial a mis padres, a su amor,
dedicación y apoyo.

A mi familia por comprender y aceptar en silencio las horas de soledad
que tuvieron que pasar, sacrificio que no fue en vano pues muy
agradecido dedico a todos ellos el resultado en este escrito, y muy seguro
estoy, servirá de ejemplo de esfuerzo y superación.

SANTIAGO RAMOS
v
TRIBUNAL DE SUSTENTACIÓN

_____________________________
ING. LUIS CÓRDOVA RIVADENEIRA

DIRECTOR DE TESIS

_____________________
ING. NÉSTOR ZAMORA C., MSc.
REVISOR DE TESIS

______________________
ING. EFRÉN HERRERA MUENTES
REVISOR DE TESIS

vi
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DE SANTIAGO DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE EDUCACIÓN TÉCNICA PARA EL
DESARROLLO
CARRERA DE INGENIERÍA EN TELECOMUNICACIONES CON
MENCIÓN EN GESTIÓN EMPRESARIAL DE
TELECOMUNICACIONES

CALIFICACIÓN

_____________________________
ING. LUIS CÓRDOVA RIVADENEIRA
DIRECTOR DE TESIS
vii
ÍNDICE

AGRADECIMIENTO ................................................................................................. v
DEDICATORIA ........................................................................................................ vi
RESUMEN ............................................................................................................. xiii
ABSTRACT ........................................................................................................... xiv
CAPÍTULO 1
1. INTRODUCCIÓN .............................................................................................. 1
1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ....................................................... 2
1.1.1 DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA .................................................. 2
1.1.2 JUSTIFICACIÓN ............................................................................. 3
1.2 ANTECEDENTES ..................................................................................... 3
1.3 OBJETIVOS .............................................................................................. 5
1.3.1 OBJETIVO GENERAL ..................................................................... 5
1.3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ........................................................... 5
1.4 HIPÓTESIS ............................................................................................... 5
CAPÍTULO 2
2. INTRODUCCIÓN A LAS ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS ..... 7
2.1 PRIMERAS DEFINICIONES ...................................................................... 7
2.1.1 ECUACIÓN DIFERENCIAL ORDINARIA ........................................ 7
2.2 SOLUCIÓN DE UNA ECUACIÓN DIFERENCIAL ....................................10
2.2.1 SOLUCIÓN GENERAL ...................................................................10
1.2.2 SOLUCIÓN PARTICULAR .............................................................11
1.2.3 SOLUCIÓN SINGULAR .................................................................11
2.3. ECUACIONES DIFERENCIALES DE PRIMER ORDEN .........................11
2.3.1 ECUACIONES DIFERENCIALES Y MODELOS
MATEMÁTICOS .............................................................................................12
2.3.1.1 MODELOS MATEMÁTICOS .............................................13
2.3.2 INTEGRALES COMO SOLUCIONES GENERALES Y
PARTICULARES ............................................................................................17
2.3.3 CAMPOS DIRECCIONALES Y CURVAS SOLUCIÓN .................20
2.3.4 ECUACIONES SEPARABLES Y APLICACIÓN ............................22
2.3.5 ECUACIONES LINEALES .............................................................26
2.3.6 MÉTODO DE SUSTITUCIÓN Y ECUACIONES EXACTAS ...........29
2.3.6.1 MÉTODO DE SUSTITUCIÓN ............................................29
viii
2.3.6.2 ECUACIONES EXACTAS .................................................33
2.4 INTRODUCCIÓN AL SISTEMA DE ECUACIONES DIFERENCIALES ....34
2.4.1 SISTEMAS DE PRIMER ORDEN Y APLICACIONES ...................35
2.4.1.1 APLICACIONES ................................................................38
2.4.2 MÉTODO DE ELIMINACIÓN .........................................................41
2.4.2.1 PROCEDIMIENTO PARA EL MÉTODO DE SOLUCIÓN
DE SISTEMAS DE ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS
LINEALES POR ELIMINACIÓN SISTEMÁTICA ..............................................43
2.4.3 MÉTODOS NUMÉRICOS PARA SISTEMAS ................................46
2.4.3.1 MÉTODOS DIRECTOS .....................................................46
2.4.3.2 MÉTODOS ITERATIVOS ..................................................56
CAPÍTULO 3
3. INTRODUCCIÓN A MATLAB .........................................................................63
3.1 GENERALIDADES ...................................................................................64
3.2 CARACTERÍSTICAS DE LA VENTANA DE COMANDOS ......................66
3.2.1 PRINCIPALES COMANDOS DE MATLAB .....................................67
3.3 MANEJO DEL WORKSPACE ..................................................................68
3.4 FORMATOS DE NÚMEROS ....................................................................70
3.5 GESTIÓN DE DIRECTORIOS ..................................................................71
3.6 M-FILES ...................................................................................................72
3.6.1 CREACIÓN Y UTILIZACIÓN DE UN FICHERO M .........................74
3.6.1.1 CREACIÓN DE UNA CARPETA PERSONAL ...................74
3.6.1.2 CREACIÓN DE UN FICHERO M .......................................74
3.7 OPERACIONES CON VECTORES ..........................................................79
3.7.1 OPERACIONES ENTRE VECTOR Y ESCALAR ............................81
3.7.2 OPERACIONES ENTRE VECTORES ............................................82
3.7.3 OPERACIONES CON COMPONENTES ........................................83
3.8 REPRESENTACIONES GRÁFICAS ........................................................83
3.8.1 FUNCIONES BÁSICAS PARA LAS GRÁFICAS .............................84
3.8.2 OPCIONES DE DIBUJO ................................................................87
3.8.3 FIGURA ACTIVA ............................................................................88
3.8.4 TÍTULOS Y ETIQUETAS ................................................................89
3.8.5 OTROS COMANDOS .....................................................................91
3.9 TOOLBOX DE CONTROL........................................................................92
3.10 ARITMÉTICA ELEMENTAL ....................................................................93
ix