¿Qué tipo de matemáticas necesito para la física de pregrado y posgrado?

Al final de una licenciatura en física, necesitará saber

  • Cálculo
  • Ecuaciones diferenciales ordinarias
  • Ecuaciones diferenciales parciales básicas que incluyen la separación de variables en los sistemas de coordenadas más comunes (cartesiano, esférico, cilíndrico)
  • Álgebra lineal
  • Un poco de análisis complejo que incluye cálculo de residuos y series de Fourier

En la escuela de posgrado, necesitará experiencia adicional en álgebra lineal, ecuaciones diferenciales parciales y análisis complejo. Temas como espacios de Hilbert, transformadas de Laplace, cálculo de variaciones, mapas conformes, ecuaciones de valor propio, teoría de representación grupal * y método de descenso más pronunciado serán útiles. Dependiendo de lo que planee centrarse, la geometría diferencial y la topología pueden ser útiles.

Tanto en los estudios de física de pregrado como de posgrado, aprender algo de probabilidad y estadística es una buena idea. Del mismo modo, es útil conocer un lenguaje de programación que sea útil para la computación básica, la simulación y el modelado como Python y un paquete multipropósito como Mathematica.

En el camino, es aconsejable prestar atención a algunos métodos básicos para construir pruebas (en el nivel utilizado en física): gran parte de esto se reduce a formas inteligentes de multiplicar una ecuación por una representación útil de 1, restando una representación útil de cero, utilizando propiedades de ortogonalidad, o diferenciando ambos lados de una ecuación.

* Punta del sombrero para Peter Clark.

Siempre cálculo. Preferiblemente álgebra lineal y estadística. PDE, ODE no lineales, algunos análisis complejos (hasta integrales de contorno) si puede obtenerlos. Un poco de informática de cualquier manera.

Más allá de eso, alguna combinación de teoría de grupos, geometría diferencial (como múltiples más que como superficies en R3), y cualquier otra cosa que pueda agarrar (¿teoría de representación? ¿Grupos de mentiras?) Para teoría. Más informática para el experimento (supongo) dependiendo del contexto.

En cualquier caso, la investigación es más importante que las clases (digo, como alguien que ha tomado todas las clases, por supuesto, pero aún así), especialmente en el sector experimental (y, en menor grado, en la teoría “práctica” – materia condensada y similares).

Se requiere cálculo. Lo más probable es que hasta Cálculo 3 (Cálculo 1, Cálculo 2, Cálculo multivariable), pero no estaría de más subir a Ecuaciones diferenciales.

Se sugieren estadísticas. Las estadísticas aparecen en todas partes, especialmente en física.

Álgebra lineal avanzada, ecuaciones diferenciales y técnicas numéricas.

Especialmente ecuaciones diferenciales. Tendrás que resolver ecuaciones diferenciales de todas las formas posibles.

Mencioné álgebra lineal porque es MUY útil para resolver ecuaciones diferenciales.

Las técnicas numéricas le permiten resolver ecuaciones diferenciales con computadoras.

Necesitará álgebra básica, trigonometría, geometría analítica, algunos análisis complejos y cálculo básico. Podría usar ecuaciones diferenciales, pero no para algunos estudios de física.

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