6 ECTS credits
155 u studietijd

Aanbieding 1 met studiegidsnummer 1015653BNR voor alle studenten in het 1e semester met een verdiepend bachelor niveau.

Semester
1e semester
Inschrijving onder examencontract
Niet mogelijk
Beoordelingsvoet
Beoordeling (0 tot 20)
2e zittijd mogelijk
Ja
Inschrijvingsvereisten
Je hebt ‘Kansrekening en statistiek’ gevolgd, alvorens ‘Wiskundige en fysische modellen: data-analyse in de biotechnologie’ op te nemen.
Onderwijstaal
Nederlands
Faculteit
Faculteit Wetenschappen en Bio-ingenieurswetensch.
Verantwoordelijke vakgroep
Bio-ingenieurswetenschappen
Onderwijsteam
Dominique Maes (titularis)
Tomas Everaert
Pierre Philippe Gelin
Onderdelen en contacturen
39 contacturen Hoorcollege
26 contacturen Werkcolleges, practica en oefeningen
Inhoud

HOC

De cursus bestaat uit 2 stukken namelijk toegepaste wiskunde en data analyse.

A. Toegepaste wiskunde
1) Vectorcalculus: Aan de hand van fysische problemen worden begrippen zoals gradient, divergentie, rotor en laplaciaan behandeld. De stellingen van Stokes en Gauss worden afgeleid en in verschillende situaties toegepast.
2) Fourierreeksen en Fouriertransformaties: Het begrip Fourierreeks wordt behandeld. De Fouriertransformatie wordt afgeleid. Bijkomende begrippen zoals de Dirac delta funktie, convolutie en correlatie worden behandeld. Voorbeelden van het gebruik van deze begrippen in de X-straal diffraktie, NMR en andere experimentele technieken worden besproken.
3) Het oplossen van partieel differentiaalvergelijkingen (golf, diffusie en Laplace vergelijking) met behulp van het scheiden van veranderlijken, wordt bestudeerd met diverse rand- en beginvoorwaarden.
4) Het begrip Laplacetransformatie wordt geintroduceerd. Het nut bij het oplossen van lineaire differentiaalvergelijkingen wordt geillustreerd.
5) Inleiding tot de numerieke analyse: In dit stuk van de cursus wordt getracht de student vertrouwd te maken met het numeriek oplosssen van problemen. Enkele technieken voor het oplossen van transcendente vergelijkingen, het integreren en het oplossen van differentiaalvergelijkingen worden behandeld.

B. Data analyse
1. Experimentele design
2. Analyse van variantie: ANOVA
3. Meerdimensionale lineaire regressie
4. Robuuste methodes
In dit laatste gedeelte van de cursus zal er gebruik gemaakt worden van het statistische softwarepakket SPSS (PASW).

 

WPO

Van het eerste gedeelte van de cursus worden klassikaal oefeningen gemaakt, die enerzijds wetenschappelijke toepassingen beschrijven en anderzijds bijdragen tot het beter begrijpen van de theorie.

 

Studiemateriaal
Digitaal cursusmateriaal (Vereist) : Nota's van de docent.
Bijkomende info

Nota's van de lessen.

Aangeraden boeken:
-Mathematical methods for the physical sciences. K.F. Riley. Cambridge University Press.
- The Feynman lectures on physics. Volume II
- Differrential equations with applications. Paul D. Ritgers and Nicholas J. Rose, Mc Graw-Hill Book Company (1968)
- Vectors and vector operators. P.G. Dawler. Adam Hilger Imprint by IOP Publishi ng Limited.
- Modern engineering mathematics. Glyn James. Addison-Wesley Publishing Company.

Leerresultaten

Algemene competenties

 

  1. Toegepaste wiskunde

De student moet de bestudeerde begrippen en technieken uit de 'wiskundige en experimentele natuurkunde' begrijpen en kunnen toepassen. Het betreft de volgende begrippen:

  • Vectorcalculus: gradient, divergentie, rotor en laplaciaan, de stellingen van Stokes en Gauss en dit ook in cilinder- en bolcoördinaten
  • Fourierreeksen en Fouriertransformatiesde, Dirac delta funktie, convolutie en correlatie en voorbeelden van het gebruik van deze begrippen in de X-straal diffraktie, NMR en andere experimentele technieken.
  • Het oplossen van partieel differentiaalvergelijkingen (golf, diffusie en Laplace vergelijking) met behulp van het scheiden van veranderlijken met diverse rand- en beginvoorwaarden.
  • Laplacetransformatie en het hiervan nut bij het oplossen van lineaire differentiaalvergelijkingen met constante coëfficiënten.
  • het numeriek oplosssen van wiskundige problemen, inherente en geïnduceerde instabiliteit, Euler en Runge-Kutta methode.

 

  1. Data analyse

Het doel van dit gedeelte van de cursus is de student vertrouwd te maken met enkele “gevorderde” statistische technieken, die een wetenschapper gebruikt.

De student moet dan ook de aangeleerde statistische technieken (meerdimensionale lineaire regressie, eenwegs en meerwegs ANOVA, experimentele design en robuuste alternatieven voor geselecteerde toetsen) begrijpen. Vermits de afleiding van een techniek bijdraagt tot het begrip ervan moet hij deze afleiding kunnen reproduceren.

Beoordelingsinformatie

De beoordeling bestaat uit volgende opdrachtcategorieën:
Examen Schriftelijk bepaalt 100% van het eindcijfer

Binnen de categorie Examen Schriftelijk dient men volgende opdrachten af te werken:

  • theorie en oefeningen met een wegingsfactor 1 en aldus 100% van het totale eindcijfer.

Aanvullende info mbt evaluatie

Het examen bestaat uit theorie en oefeningen.
 

Toegestane onvoldoende
Kijk in het aanvullend OER van je faculteit na of een toegestane onvoldoende mogelijk is voor dit opleidingsonderdeel.

Academische context

Dit studiedeel maakt geen deel uit van vastgelegde afstudeervereisten. Het is aldus een vrij keuzevak.