Programma del corso - Matematica e Informatica

UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI PALERMO
FACOLTA' DI INGEGNERIA
PROGRAMMA DI ANALISI 1 - A.A. 2003/2004
CORSO DI LAUREA IN
INGEGNERIA PER L'AMBIENTE ED IL TERRITORIO
6 C.F.U. – codice insegnamento: 52810
Prof. D.Averna
Conoscenze prerequisite: Linguaggio elementare degli insiemi. Operazioni tra insiemi. Concetto
intuitivo di funzione. Funzioni iniettive, suriettive e biunivoche. I numeri naturali. I numeri interi. I
numeri razionali. Concetto intuitivo di numero reale. Valore assoluto. Potenze con esponente
naturale, con esponente intero. Radici n-esime. Potenza con esponente razionale. Potenze ad
esponente reale. Proprietà delle potenze. Esponenziali e logaritmi. Trigonometria: funzioni
trigonometriche e loro proprietà. Equazioni e disequazioni razionali, irrazionali e trascendenti.
Geometria elementare del piano: retta, circonferenza, ellisse, parabola, iperbole.
Obiettivi del corso: Obiettivo fondamentale del corso è quello di fornire gli strumenti di base del
calcolo infinitesimale ed integrale per le funzioni di una variabile reale. Allo studente sarà richiesta
capacità nel calcolo di limiti e di derivate, nello studio di funzioni, nel calcolo di integrali e nello
studio del carattere di serie numeriche.
COMPLEMENTI DI TEORIA ELEMENTARE DEGLI INSIEMI.
L'insieme esteso dei numeri reali. Intervalli. Insiemi limitati. Massimo e minimo di un insieme di
numeri reali. Estremo superiore ed estremo inferiore di un insieme di numeri reali. Proprietà di
completezza di R. Principio di induzione.
LIMITI DI SUCCESSIONI.
Successioni in R. Successioni monotòne. Successioni limitate. Successioni estratte. Concetto di
limite per le successioni. Successioni convergenti, divergenti, indeterminate, regolari. Unicità del
limite (c.d.). Limitatezza delle successioni convergenti (c.d.). Confronto (c.d.). Limite del prodotto
ove un fattore tende a zero e l'altro è limitato. Relazioni tra limite di ( an ) e limite di ( an ) . Limite
 0
, . Limiti
 0
delle successioni monotòne (c.d.). Teorema di Bolzano-Weierstrass. Limiti delle successioni
elementari. Limiti di successioni notevoli. Altre forme indeterminate. Criteri di Cesaro e
conseguenze.
delle successioni estratte. Algebra dei limiti. Forme indeterminate    , 0   ,
LIMITI DI FUNZIONI. FUNZIONI CONTINUE.
Intorni di un punto in R. Punti di accumulazione. Intorni di   e   .   e   come punti di
accumulazione di un sottoinsieme di R. Concetto di limite per le funzioni. Teorema di
collegamento. Unicità del limite. Limitatezza locale. Permanenza del segno. Confronto. Restrizioni
e limiti delle restrizioni. Limite destro e sinistro. Algebra dei limiti. Forme indeterminate    ,
 0
0 , , .
 0
Limiti delle funzioni elementari. Limiti notevoli. Altre forme indeterminate. Riconoscimento di una
forma indeterminata.
Infinitesimi e infiniti. Confronto di due infinitesimi e di due infiniti simultanei.
Ordine di infinitesimo e infinito di alcune funzioni di fondamentale importanza.
Continuità di una funzione in un punto e in un intervallo. Discontinuità. Classificazione delle
discontinuità. Prolungabilità per continuità. Algebra delle funzioni continue. Continuità di alcune
funzioni di particolare importanza. Continuità delle funzioni composte.
Teorema di Weierstrass (c.d.). Teoremi di esistenza degli zeri (c.d.), dei valori intermedi (c.d.), di
punto fisso (c.d.).
Insieme di definizione di una funzione. Funzioni pari e funzioni dispari. Segno di una funzione ed
intersezioni con gli assi. Asintoti verticali, asintoti orizzontali, asintoti obliqui.
DERIVATE. APPLICAZIONI DELLE DERIVATE. STUDIO DI FUNZIONI.
Definizioni e prime proprietà. Derivabilità e continuità. Interpretazione geometrica del concetto di
derivata. Regole di derivazione. Derivazione delle funzioni composte. Derivazione delle funzioni
inverse. Derivate delle principali funzioni.
Massimi e minimi relativi. Teorema di Fermat (c.d.). Teoremi di Rolle (c.d.), Lagrange (c.d).
0

Conseguenze del teorema di Lagrange. Teoremi di L'Hospital per la f.i.
e per la f.i. . Ricerca

0
di limiti di forme indeterminate con l'uso dei teoremi di L'Hospital.
Ricerca di massimi e minimi locali. Convessità e concavità, flessi. Studio di funzioni.
INTEGRALI DEFINITI. INTEGRALI INDEFINITI.
Partizioni di un intervallo. Integrali inferiore e superiore di una funzione limitata. Integrale secondo
Riemann e sue proprietà di linearità, monotonia, additività. Insiemi di misura nulla e criterio di
integrabilità di Lebesgue. Integrabilità delle funzioni continue e delle funzioni monotòne.
Integrabilità delle funzioni composte (c.d.). Relazione tra integrabilità di f ed integrabilità di f ,
integrabilità del prodotto (c.d.). Area di un rettangoloide. Funzione integrale e sue proprietà.
Primitive. Teorema fondamentale del calcolo integrale (c.d.). Integrale indefinito. Integrali
indefiniti delle principali funzioni. Integrazione per parti (c.d.). Integrazione per sostituzione.
Integrazione di alcune funzioni razionali. Integrazione di alcune funzioni irrazionali. Integrazione
di alcune funzioni trascendenti.
SERIE NUMERICHE.
Definizioni. La serie geometrica. Condizione necessaria di convergenza (c.d.).
Serie a termini positivi: La serie armonica e la serie armonica generalizzata; criteri del confronto
(c.d.), del confronto asintotico (c.d.), dell'ordine di infinitesimo, del rapporto (asintotico), della
radice (asintotico).
Serie a termini alternativamente positivi e negativi. Criterio di Leibnitz (c.d.). Criteri per
l’indeterminazione di una serie a segni alterni (c.d.) . La serie armonica a segni alterni.
Serie a termini di segno qualunque. Assoluta convergenza.
Esercitazioni: Limiti. Verifiche di limiti. Calcolo di limiti. Risoluzione di forme indeterminate.
Confronto tra infinitesimi e tra infiniti. Continuità. Discontinuità. Prolungabilità per continuità.
Situazioni asintotiche.
Derivabilità e calcolo di derivate. Retta tangente ad una curva.
Studio di funzioni.
Studio del carattere di serie numeriche.
Integrazione di funzioni razionali fratte, mediante cambiamento di variabili, mediante integrazione
per parti. Calcolo di aree.
Bibliografia:
P.Marcellini – C.Sbordone, Elementi di Analisi Matematica uno (versione semplificata per i nuovi
corsi di laurea), Liguori (2002).
S.Salsa – A.Squellati, Esercizi di matematica (calcolo infinitesimale e algebra lineare), Volume 1,
Zanichelli (2001).
G.Malafemmina, Matematica per i precorsi, McGraw-Hill (2003).
Ulteriore materiale didattico è disponibile presso il sito internet: http://pc1amov.math.unipa.it/
Commissione: Prof. D.Averna (presidente), Prof. N.Giovannelli, Prof. G.La Spina