DEL MODULO L'insegnamento si propone di fornire le conoscenze fondamentali dell'algebra lineare e della geometria euclidea, sviluppando il rigore logico e le capacità di astrazione e formalizzazione proprie della…
Scheda dell'insegnamento
Obiettivi formativi
DEL MODULO
L'insegnamento si propone di fornire le conoscenze fondamentali dell'algebra lineare e della geometria euclidea, sviluppando
il rigore logico e le capacità di astrazione e formalizzazione proprie della matematica. Particolare attenzione è rivolta a
coniugare l'acquisizione delle tecniche di calcolo con la comprensione dei concetti e delle strutture matematiche sottostanti.
L'insegnamento fornisce gli strumenti teorici e algoritmici per lo studio di sistemi lineari, matrici, spazi vettoriali, funzioni lineari
e spazi euclidei, nonché all'utilizzo di tali strumenti nella risoluzione di problemi di geometria del piano e dello spazio.
L'insegnamento mira inoltre a sviluppare la capacità di utilizzare correttamente il linguaggio matematico e di applicare in
modo autonomo i risultati teorici alla risoluzione di problemi, fornendo una solida preparazione di base per i successivi
insegnamenti di carattere matematico, ingegneristico e informatico.
DEL MODULO
Il modulo si propone l'acquisizione dei fondamenti del calcolo differenziale ed integrale per funzioni di una variabile e di
sviluppare nello studente la capacità di applicare le conoscenze acquisite in ambito scientifico.
Programma
7 Sistemi lineari. Matrici. Algoritmo di eliminazione di Gauss–Jordan. Matrici invertibili. Matrici
simili. Traccia e determinante. Teorema di Binet. Sottomatrici, minori e rango di una matrice.
Teorema di Rouché–Capelli. Teorema di Cramer. Teorema di struttura delle soluzioni di un
sistema lineare.
2 Prodotto cartesiano tra insiemi. Numeri complessi. Divisione tra polinomi. Teorema del resto.
Teorema fondamentale dell’algebra.
2 Relazioni e relazioni d’equivalenza. Funzioni. Gruppi e campi.
4 Spazi e sottospazi vettoriali. Combinazione lineare di vettori. Dipendenza e indipendenza lineare
di vettori. Generatori e basi di uno spazio vettoriale. Coordinate di un vettore rispetto a una base.
Dimensione di uno spazio vettoriale. Codimensione di un sottospazio. Formula di Grassmann.
4 Funzioni lineari, isomorfismi ed endomorfismi. Teorema di struttura degli spazi vettoriali di
dimensione finita. Spazi isomorfi. Matrice rappresentativa di una funzione lineare. Nucleo e
immagine. Teorema del rango. Matrice del cambio di coordinate. Autovalori, spettro, autovettori,
autospazi e polinomio caratteristico. Diagonalizzabilità di matrici e endomorfismi. Endomorfismi
simmetrici e teorema spettrale.
4 Metrica su un insieme. Norma e prodotto scalare su uno spazio vettoriale. Disuguaglianza di
Cauchy–Schwarz. Angolo tra vettori e vettori ortogonali. Basi ortogonali e ortonormali. Proiezione
ortogonale di un vettore su un altro vettore.
2 Riferimenti affini e cartesiani del piano. Equazione parametrica e cartesiana di una retta nel
piano. Posizione reciproca di due rette nel piano. Angoli tra due rette nel piano. Distanza tra due
punti, tra punto e retta, tra due rette nel piano.
3 Riferimenti affini e cartesiani dello spazio. Punti complanari. Equazioni parametriche e cartesiane
di un piano e di una retta nello spazio. Posizione reciproca tra due piani, tra due rette, tra retta e
piano nello spazio. Angoli tra due rette, tra due piani, tra retta e piano nello spazio. Distanza tra
due punti, tra punto e retta, tra punto e piano, tra due piani, tra retta e piano, tra due rette nello
spazio.
9 Algoritmo di eliminazione di Gauss–Jordan. Risoluzione di sistemi lineari. Somma di matrici,
prodotto di uno scalare per una matrice. Prodotto tra matrici. Calcolo della matrice inversa e di
una potenza intera di una matrice. Algoritmi per il calcolo del determinante e per il calcolo del
rango di una matrice. Rango di matrici contenenti un parametro. Sistemi lineari contenenti un
parametro.
1 Operazioni con i numeri complessi. Divisione tra polinomi. Ricerca di radici razionali di un
polinomio.
5 Riconoscere sottospazi vettoriali. Calcolo di combinazioni lineari di vettori. Determinazione di
sottoinsiemi massimali di vettori linearmente indipendenti. Determinazione di generatori, basi e
dimensione di uno spazio vettoriale. Calcolo delle coordinate di un vettore rispetto a una base.
Calcolo della codimensione di un sottospazio. Determinazione di equazioni parametriche e
cartesiane per sottospazi di R^n.
4 Calcolo della matrice rappresentativa di una funzione lineare rispetto a una data base nel
dominio e nel codominio. Determinazione di nucleo e immagine di una funzione lineare. Calcolo
della matrice del cambio di coordinate. Calcolo di autovalori, spettro, autovettori, autospazi e
polinomio caratteristico di matrici ed endomorfismi. Diagonalizzazione di matrici e endomorfismi.
2 Calcolo della norma di un vettore e dell’angolo tra due vettori. Proiezione ortogonale di un vettore
su un altro vettore. Ortogonalizzazione di Gram–Schmidt.
1 Determinazione di equazioni parametriche e cartesiane di una retta nel piano. Determinazione
della posizione reciproca di due rette nel piano. Calcolo degli angoli tra due rette nel piano.
Calcolo della distanza tra due punti, tra punto e retta, tra due rette nel piano.
2 Determinazione di equazioni parametriche e cartesiane di un piano e di una retta nello spazio.
Determinazione della posizione reciproca tra due piani, tra due rette, tra retta e piano nello
spazio. Calcolo degli angoli tra due rette, tra due piani, tra retta e piano nello spazio. Calcolo
della distanza tra due punti, tra punto e retta, tra punto e piano, tra due piani, tra retta e piano, tra
due rette nello spazio.
MODULO
ANALISI MATEMATICA I
Prof.ssa ELISABETTA TORNATORE
4 Assiomi dei numeri reali. Numeri naturali, interi, razionali. Teoria degli insiemi. Massimo, minimo,
estremo
superiore ed estremo inferiore di un insieme. Teorema di unicita' del massimo e del minimo di un
insieme.
Teorema di esistenza dell’estremo superiore e dell’estremo inferiore di un insieme. Topologia
sulla retta reale.
6 Le funzioni. Definizione di funzione, dominio e co-dominio di una funzione, rappresentazione
cartesiana.
Funzioni suriettive, iniettive, biunivoche. Funzioni composte. Funzioni invertibili. Funzioni
monotone. Funzioni
lineari, funzione valore assoluto, la funzione potenza, esponenziale, logaritmo. Le funzioni
trigonometriche e le
funzioni trigonometriche inverse. Funzioni iperboliche e funzioni iperboliche inverse.
4 Definizione di limite di una funzione. Proprieta' dei limiti di funzioni. Operazioni con i limiti.
Teorema di unicita' del limite. Teorema di permanenza del segno. Teorema del confronto. Limiti
notevoli.
4 Funzioni continue su un intervallo: il teorema di esistenza degli zeri, il teorema dei valori
intermedi, il teorema di Weierstrass, la continuita' della funzione inversa.
6 Definizione di derivata. Operazioni con le derivate. Derivate delle funzioni elementari, di funzioni
composte e
delle funzioni inverse. Significato geometrico della derivata. Retta tangente. Massimi e minimi
relativi. Teorema
di Fermat. Teorema di Rolle e di Lagrange. Conseguenze del Teorema di Lagrange. Funzioni
crescenti e
decrescenti. Funzioni concave e convesse. Il teorema di L’Hopital. Formula di Taylor con resto di
Lagrange e di Peano.
4 Primitiva di una funzione. Integrale secondo Reimann. L’integrale indefinito e proprieta. La
funzione integrale.
Integrazione per decomposizione. Integrazione delle funzioni razionali. Integrazione per parti.
Integrazione per
sostituzione. Integrali definiti Integrali definiti e proprieta. Teorema della media integrale. Teorema
fondamentale del calcolo integrale. Formula fondamentale del calcolo. Calcolo di aree di figure
piane.
3 Esercizi su insiemi numerici: estremi di un insieme, risoluzione di
equazioni in campo complesso.
3 Esercizi sulle funzioni elementari.
6 Esercizi sul calcolo di limiti e sulle funzioni continue. Ricerca degli asintoti.
6 Esercizi sulla continuità e derivabilità. Studio di funzioni.
6 Esercizi sugli integrali indefiniti e definiti. Calcolo di aree.
Modalità d'esame
La verifica finale consiste in una prova scritta ed una prova orale. Nella prova
scritta si richiederà la risoluzione di quesiti riguardanti i vari argomenti affrontati
durante il corso (grafici di funzioni, calcolo di limiti e derivate, studio di funzioni
di una variabile, numeri complessi, calcolo di integrali di funzioni di una
variabile, determinazione di basi e dimensione di spazi e sottospazi vettoriali, di
autovalori, autovettori e autospazi di endomorfismi, risoluzione di sistemi lineari,
risoluzioni di problemi di geometria euclidea nel piano e nello spazio). In questa
sede verranno valutati sia le capacità di calcolo acquisite dallo studente, sia il
livello di apprendimento dei risultati teorici che giustificano le risoluzioni
proposte. In particolare, alcuni quesiti possono essere di natura prettamente
teorica. La prova orale (alla quale si potrà accedere a seguito del superamento
di quella scritta) avrà la finalità di approfondire la verifica del livello di
maturazione delle conoscenze della materia, nonché della capacità di
esposizione dei contenuti teorici (definizioni, enunciati e dimostrazione dei
risultati proposti durante il corso). La valutazione finale terrà conto dell'esito sia
della prova scritta che di quella orale. Il voto finale sarà espresso in trentesimi,
secondo il seguente schema di valutazione:
a)(cid:9)Ottima conoscenza e comprensione degli argomenti trattati. Ottima capacità di
applicarli, per risolvere gli esercizi proposti e per affrontare nuove
problematiche, con rigore matematico e in piena autonomia. Ottime capacità
espositive (voto 29-30L).
b)(cid:9)Buona conoscenza e comprensione degli argomenti trattati. Buona capacità di
applicarli, per risolvere gli esercizi proposti e per affrontare nuove
problematiche, con rigore matematico ma non in piena autonomia. Buone
capacità espositive (voto 26-28).
c)(cid:9)Buona conoscenza degli argomenti trattati. Discreta capacità di applicarli per
risolvere gli esercizi proposti e per affrontare nuove problematiche. Buone
capacità espositive (voto 22-25).
d)(cid:9)Conoscenza di base degli argomenti proposti e capacità limitata di applicarli
autonomamente; sufficiente capacità di portare a termine un ragionamento
rigoroso e sufficiente proprietà di linguaggio (voto 18-21).
f) Insufficiente: lo studente non possiede una conoscenza minima accettabile dei
contenuti degli argomenti trattati nell'insegnamento.
Per gli studenti con disabilità e neurodiversità saranno garantiti gli strumenti
compensativi e le misure dispensative individuate, dal CeNDis - Centro di
Ateneo per la disabilità e la neurodiversità, in base alle specifiche esigenze e in
attuazione della normativa vigente
Testi di riferimento
F. J. León Trujillo, P. Mercuri, Algebra Lineare e Geometria Euclidea: Un'introduzione, ISBN 9798184276700
In alternativa:
E. Schlesinger, Algebra lineare e geometria - seconda edizione, Zanichelli, ISBN 978-8808520692
G. Vaccaro, A. Carfagna, L. Piccolella, Lezioni di geometria e algebra lineare, Zanichelli, ISBN 978-8808092151
S. Lang, Algebra lineare, Bollati-Boringhieri, ISBN 978-8833950358
TIPO DI ATTIVITA' A
AMBITO 83083-matematica, informatica e statistica
NUMERO DI ORE RISERVATE ALLO STUDIO 98
PERSONALE
NUMERO DI ORE RISERVATE ALLE ATTIVITA' 52
DIDATTICHE ASSISTITE
M. Bertsch, R. Dal Passo, L. Giacomelli, Analisi Matematica (2Ed) McGraw-Hill
ISBN 978 -88- 386- 6894-4
Per Approfondimenti:
C. Canuto, .A. Tabacco Mathematical Analysis I, Springer 2008 ISBN 978-88-470-0875-5
M. Bramanti, C. Pagani, S. Salsa Analisi Matematica I, Zanichelli ISBN 978-88-080-6485-1
P. Marcellini, C. Sbordone , Elementi di Analisi Matematica I. Zanichelli ISBN 978-88-207-3383-4
Per le esercitazioni:
C. Marcelli, Analisi matematica 1 esercizi con richiami di teoria, Pearson. ISBN 978-88-919-0489-8
TIPO DI ATTIVITA' A
AMBITO 83083-matematica, informatica e statistica
NUMERO DI ORE RISERVATE ALLO STUDIO 98
PERSONALE
NUMERO DI ORE RISERVATE ALLE ATTIVITA' 52
DIDATTICHE ASSISTITE
Codice insegnamento 25810