O grau de Doutor comprova a realização de uma contribuição inovadora e original para o progresso do conhecimento, um alto nível científico num determinado ramo do conhecimento e a capacidade para realizar trabalho científico independente. 

As opções para realizar um Doutoramento em Matemática na Universidade do Minho incluem: o Doutoramento em Matemática, o Programa Doutoral em Matemática Aplicada ou o Programa Doutoral em Matemática e Aplicações.

O curso de Doutoramento em Matemática tem a duração de três anos letivos, com uma carga de trabalho total de 180 ECTS (60 por ano), tendo em vista a elaboração de uma tese original e especialmente elaborada para este fim. Não tem componente curricular, mas o plano individual de trabalhos poderá incluir a obrigatoriedade de frequência de atividades formativas, como unidades extracurriculares, seminários, conferências, entre outras, para reforçar o conhecimento do doutorando na área da sua investigação. Este plano terá em consideração a formação específica do aluno e os objetivos a atingir.
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O Programa Doutoral em Matemática Aplicada resulta de uma associação entre os Departamentos de Matemática das Universidades de Minho, Aveiro e Porto, com a colaboração da Universidade da Beira Interior, e é apoiado nas unidades de investigação CIDMA, CINTESIS, CMAT, CMUP, ISR-P e LIAAD. O Programa inclui um 1º ano curricular organizado de modo a permitir que cada aluno tenha um primeiro contacto com a investigação em matemática, seguido de três anos dedicados a atividades de investigação e escrita da tese.
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O Doutoramento em Matemática e Aplicações é um programa conjunto das Universidades do Norte de Portugal (Universidade do Minho, Universidade do Porto, Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro) e da Galiza (Universidade da Coruña, Universidade de Santiago de Compostela, Universidade de Vigo). Este programa foi desenvolvido no âmbito do projeto UNISF (Universidade Sem Fronteiras).
Pretende-se que os estudantes adquiram competências específicas na área da Matemática: desenvolvimento de técnicas, linguagens e ferramentas teóricas e computacionais adequadas à resolução de problemas; aprofundamento de técnicas gerais e abordagem autónoma de problemas matemáticos; modelação inovadora e resolução de fenómenos científicos, no âmbito da Matemática e das suas aplicações.
O curso desenvolve-se ao longo de 3 anos curriculares e corresponde a 180 ECTS que se distribuem da seguinte forma:
- 2 UCs semestrais no 1º ano, Seminário de Matemática 1 (3 ECTS) e Seminário de Matemática 2 (6 ECTS);
- comunicação oral com suporte escrito num dos Workshops do 2º ano e num dos Workshops do 3º ano (6 ECTS);
- Tese com 165 ECTS em co-orientação transfronteiriça.
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