A.S. 2014-2015 CLASSE IV SAA PROGRAMMA DI MATEMATICA Prof. Andrea Zavaglia ESPONENZIALI E LOGARITMI La funzione esponenziale e le sue principali proprietà. La funzione logaritmica e le sue principali proprietà. Proprietà dei logaritmi e cambio di base. Alcune questioni che conducono naturalmente all’introduzione del numero e: capitalizzazione continua; tangente alla curva logaritmica; problemi di crescita. Equazioni e disequazioni esponenziali e logaritmiche. NUMERI REALI Cenno agli insiemi infiniti (numerabili e non numerabili). Cenno ai numeri algebrici e trascendenti. ELEMENTI DI GEOMETRIA DELLO SPAZIO Posizioni reciproche di rette e piani: parallelismo, perpendicolarità, angoli fra piani; il teorema delle tre perpendicolari; proiezione centrale di un piano su un piano parallelo. Solidi: principio di Cavalieri; volumi di coni (generalizzati) e cilindri (generalizzati); volume della sfera; poliedri e relazione di Eulero. COMPLEMENTI DI STATISTICA ED ELEMENTI DI CALCOLO COMBINATORIO E CALCOLO DELLE PROBABILITÀ Elementi di calcolo combinatorio: permutazioni; disposizioni semplici e con ripetizione; combinazioni; coefficiente binomiale. Teoria elementare delle probabilità: eventi; caratteristiche principali delle misure di probabilità; eventi indipendenti e probabilità condizionata; uso dei grafi ad albero; il teorema di Bayes. Variabili aleatorie semplici: valore medio, varianza e scarto quadratico medio; proprietà fondamentali del valore medio e della varianza; esempi di variabili aleatorie semplici. La distribuzione binomiale e la distribuzione ipergeometrica: Il processo di Bernoulli e la distribuzione binomiale; valore medio di una variabile aleatoria con distribuzione binomiale; varianza di una variabile aleatoria con distribuzione binomiale; campionamento senza reimmissione e distribuzione ipergeometrica. MATRICI E SISTEMI LINEARI Matrici e determinanti: introduzione: matrici con entrate in (o ); somma di matrici e moltiplicazione di uno scalare per una matrice (definizione e proprietà); matrice trasposta; vettori riga e vettori colonna; prodotto di matrici (definizione e proprietà); determinante di una matrice quadrata: calcolo del determinante di una matrice con il metodo di Laplace; proprietà e significato geometrico del determinante. matrice inversa: condizione di esistenza della matrice inversa di una matrice quadrata; calcolo della matrice inversa. Applicazioni lineari: lo spazio vettoriale n (definizione e prime proprietà); sottospazi; sottospazio generato da n vettori; vettori linearmente dipendenti e indipendenti; insiemi di generatori e basi; teorema fondamentale sulle basi e sue conseguenze; dimensione di un sottospazio; la base standard di n ; applicazioni lineari f : n m : definizione e conseguenze immediate; immagine e nucleo di una applicazione lineare; teorema sulle controimmagini di un vettore rispetto a una applicazione lineare; matrice di una applicazione lineare f : n m . Sistemi lineari: forma matriciale di un sistema lineare e ricerca delle soluzioni di un sistema lineare vista come ricerca delle controimmagini di un vettore rispetto a una applicazione lineare; soluzione dei sistemi lineari: il metodo di Cramer; cenno al metodo di Gauss-Jordan. Interpretazione geometrica dell’insieme delle soluzioni di un sistema lineare. INTRODUZIONE ALL’ANALISI MATEMATICA Elementi di topologia della retta reale estesa: gli insiemi * e (definizione e interpretazione * geometrica); ordinamento in ; algebrizzazione parziale dei simboli e ; intervalli; intorni, punti interni e di accumulazione; intorni destri e sinistri; proprietà fondamentali degli intorni. Limiti di funzioni reali di variabile reale: definizione topologica di limite; casi particolari e definizione - ; limiti destri e sinistri; teorema di unicità del limite; teorema della permanenza del segno; teorema del confronto; limiti di somme, prodotti e quozienti di funzioni; forme di indecisione; limiti di funzioni composte; limiti alla frontiera delle funzioni potenza, esponenziali e logaritmiche. Funzioni continue: funzioni continue in un punto e in un insieme; continuità da destra e da sinistra; funzioni discontinue e tipi di discontinuità; somme, prodotti, quozienti e composte di funzioni continue; continuità delle funzioni elementari; teorema di Bolzano-Darboux e teorema di Weierstrass. Calcolo dei limiti: limiti di funzioni polinomiali (generalizzate) e dei loro rapporti; il simbolo ~ di uguaglianza asintotica (definizione e proprietà); limiti a di somme e differenze di funzioni irrazionali. La relazione 1 1/ x e per x e le sue conseguenze immediate. Le relazioni: x sin ( x) ( x) , tan ( x) ( x) , 1 cos2 ( x) ( x) 2 / 2, (1 ( x))k 1 k ( x) , e ( x ) 1 ( x) , ln(1 ( x)) ( x) (con ( x) infinitesimo non nullo). Primi studi di funzione: asintoti di una funzione; condizione necessaria e sufficiente per l’esistenza dell’asintoto obliquo; grafici “probabili” di semplici funzioni. Testo: Bergamini, Trifone, Barozzi, Manuale Blu 2.0 di Matematica – Conf. 4