LICEO SCIENTIFICO "TERESA GULLACE TALOTTA" DI ROMA PROGRAMMA DI MATEMATICA DELLA CLASSE I SEZ. C A.S. 2015/2016 I quadrimestre Aritmetica e algebra Insiemi numerici L’insieme N dei numeri naturali. Operazioni in N. Divisioni con lo zero. Espressioni in N. Chiusura di un insieme rispetto a una operazione. Proprietà commutativa, associativa e distributiva. Proprietà delle potenze. Dimostrazione per controesempio. Definizione di numero primo. Criteri di divisibilità. Giustificazione dei criteri di divisibilità per 2, per 3, per 4, per 5, per 7, per 9e per 11 mediante la forma polinomiale di un numero e la proprietà distributiva della moltiplicazione rispetto alla addizione. Teorema fondamentale dell’aritmetica. M.C.D. e m.c.m. di numeri naturali (con strumenti insiemistici e mediante scomposizione in fattori primi). Rappresentazione geometrica dei numeri naturali. L’insieme Z dei numeri interi. Operazioni ed espressioni in Z. Ordinamento dei numeri interi. Rappresentazione geometrica dei numeri interi. Valore assoluto di un numero relativo. Potenza a esponente intero negativo. L’insieme Q dei numeri razionali. Operazioni ed espressioni in Q. Ordinamento dei numeri razionali. Rappresentazione geometrica dei numeri razionali. Potenza a esponente frazionario. Trasformazione di una frazione in un numero decimale. Approssimazione di un numero decimale. Trasformazione di un numero decimale in frazione. Determinazione, data una frazione ridotta ai minimi termini, della tipologia del numero decimale corrispondente. I numeri percentuali. Risoluzione di alcuni quesiti tratti dal libro Qual è il titolo di questo libro? di Raymond Smullyan per l’introduzione della dimostrazione per assurdo. Dimostrazione dell’irrazionalità di 2. L’insieme dei numeri irrazionali. Costruzione geometrica della radice quadrata di un qualsiasi numero naturale: la spirale di Teodoro di Cirene. L’insieme R dei numeri reali. Calcolo letterale Definizione di monomio. Gradi di un monomio. Operazioni con i monomi. Espressioni con i monomi. M.C.D. e m.c.m. di monomi. Geometria Concetti primitivi della geometria. Assiomi di appartenenza. Assiomi d’ordine. Definizioni di semiretta, segmento, segmenti consecutivi, segmenti adiacenti. Figure concave e figure convesse. Assioma di partizione del piano. Semipiani. Definizioni di angolo convesso, angolo concavo, angolo piatto, angolo giro, angoli consecutivi, angoli adiacenti. Definizione di striscia. Definizione di poligono convesso. I triangoli. Assioma del trasporto del segmento, confronto di segmenti, somma e differenza di segmenti. Assioma del trasporto dell’angolo, confronto di angoli, somma e differenza di angoli. Definizione di angoli supplementari. Teorema: "Angoli supplementari allo stesso angolo (o ad angoli congruenti) sono congruenti" (senza dimostrazione). Teorema: "Angoli opposti al vertice sono congruenti". Primo criterio di congruenza dei triangoli. Relazioni e funzioni Concetto di insieme. Rappresentazioni di un insieme. Definizione di sottoinsieme. L’intersezione e la congiunzione logica. L’unione e la disgiunzione logica. L’insieme complementare e la negazione logica. Dati e previsioni Elementi di statistica descrittiva Valori di sintesi di un insieme di dati: media aritmetica. Scarto dei voti dalla media. Utilizzo del calcolo letterale per la dimostrazione che la media aritmetica degli scarti dalla media è zero. Indici di variabilità di un insieme di dati: campo di variazione, scostamento semplice medio (con particolare riferimento ai voti conseguiti in una prova scritta), scarto quadratico medio. Nello studio della statistica si è fatto uso del software Excel. II quadrimestre Aritmetica e algebra Calcolo letterale Definizione di polinomio. Gradi di un polinomio. Polinomi ordinati. Operazioni con i polinomi. Prodotti notevoli: somma per differenza, quadrato di un binomio, quadrato di un trinomio, cubo di un binomio, potenza n-sima di un binomio. Espressioni con i polinomi. Metodi di scomposizione in fattori di un polinomio: raccoglimento totale, raccoglimento parziale, differenza di due quadrati, trinomio quadrato di binomio, polinomio quadrato di trinomio, quadrinomio cubo di binomio, particolare trinomio di secondo grado, somma e differenza di due cubi. M.C.D. e m.c.m. di polinomi. Divisione di polinomi. Divisibilità di un polinomio per un binomio di primo grado: il teorema di Ruffini. Definizione di frazione algebrica. Condizione di esistenza di un frazione algebrica. Riduzione ai minimi termini di frazioni algebriche. Operazioni con le frazioni algebriche. Espressioni con le frazioni algebriche. Geometria Costruzione geometrica del punto medio di un segmento, mediana di un triangolo, baricentro. Costruzione geometrica della bisettrice di un angolo, bisettrice di un triangolo, incentro. Classificazione dei triangoli secondo i lati. Teorema: "Se un triangolo ha due lati congruenti, allora ha due angoli congruenti". Teorema: "In un triangolo isoscele la mediana relativa alla base coincide con la bisettrice dell’angolo al vertice". Secondo criterio di congruenza dei triangoli (senza dimostrazione). Riflessione sulla relazione tra il valore di verità di una implicazione e quello della sua inversa. Teorema: "Se un triangolo ha due angoli congruenti, allora ha due lati congruenti". Teorema: "Se in un triangolo una mediana e una bisettrice coincidono, allora il triangolo è isoscele". Definizioni di angolo retto, angolo acuto, angolo ottuso, angoli complementari. Classificazione dei triangoli secondo gli angoli. Definizione di rette perpendicolari. Costruzione geometrica della perpendicolare a una retta data per un suo punto. Costruzione geometrica dell’asse di simmetria di un segmento. Circocentro. Terzo criterio di congruenza dei triangoli (senza dimostrazione). Classificazione degli angoli secondo gli angoli. Dimostrazione per contro esempio della non validità dell’implicazione: "Se due triangoli hanno gli angoli ordinatamente congruenti, allora sono congruenti". Costruzione geometrica della perpendicolare a una retta per un punto esterno a essa, altezza di un triangolo, ortocentro. I punti notevoli di un triangolo con GeoGebra. Posizione di ciascuno dei punti notevoli rispetto al triangolo. Retta di Eulero e teorema di Eulero (senza dimostrazione). Definizione di luogo geometrico. Un esempio di luogo geometrico: l’asse di simmetria di un segmento. Teorema del circocentro. Primo teorema dell’angolo esterno. Criterio del parallelismo. Proprietà del parallelismo. Eratostene misura la circonferenza della Terra. Secondo teorema dell’angolo esterno. Teorema della somma degli angoli interni di un triangolo. Nello studio della geometria si è fatto uso del software di geometria dinamica GeoGebra. Relazioni e funzioni Equazioni Equazioni di primo grado a una incognita. Problemi di primo grado. Equazioni di grado superiore al primo risolvibili mediante fattorizzazione. Teorema per la ricerca delle eventuali soluzioni intere di una equazione a coefficienti interi. Teorema fondamentale dell’algebra nell’insieme dei numeri reali. Dati e previsioni Elementi di statistica descrittiva Le serie storiche (con particolare riferimento alle medie dei voti delle prove scritte di matematica) e loro rappresentazione grafica mediante un diagramma ad aste. Caratteri qualitativi e caratteri quantitativi. Frequenze assolute, frequenze percentuali e frequenze cumulate. Valori di sintesi di un insieme di dati: moda e mediana. Confronto tra moda, media aritmetica e mediana. Testi utilizzati Leonardo Sasso, Matematica a colori – Geometria 1, Petrini Leonardo Sasso, Matematica a colori – Algebra 1, Petrini Gli alunni L'insegnante (prof. Stefano Volpe)