Consentire l'acquisizione del metodo logico deduttivo e fornire gli strumenti matematici di base del calcolo differenziale ed integrale. Ciascun argomento verrà rigorosamente introdotto e trattato, svolgendo, talvolta, dettagliate dimostrazioni, e facendo inoltre ampio riferimento al significato fisico, all'interpretazione geometrica e all'applicazione numerica. Una corretta metodologia e una discreta abilità nell'utilizzo dei concetti del calcolo integro-differenziale e dei relativi risultati dovranno mettere in grado gli studenti, in linea di principio, di affrontare in modo agevole i temi più applicativi che si svolgeranno nei corsi successivi.
Canali
scheda docente materiale didattico
"Esercitazioni di Matematica: vol. 1.1 e 1.2", P. Marcellini, C. Sbordone, editore Liguori
Programma
Insiemi numerici (N,Z,Q e R), costruzione assiomatica di R tramite estremo superiore, proprietà di Archimede, densità di Q in R, costruzione di N in R e principio di induzione, formula binomiale e calcolo combinatorio, potenze di esponente reale, disuguaglianza di Bernoulli; elementi di topologia in R (punti isolati e di accumulazione, insiemi aperti/chiusi e caratterizzazione, chiusura di un insieme) e teorema di Bolzano-Weierstrass; i numeri complessi, rappresentazione polare e radici n-esime dell'unità; funzioni reali di variabile reale, dominio, immagine e funzioni inverse; limiti di funzione e proprietà, limiti di funzioni monotone; limiti di successione, limiti notevoli, il numero di Nepero, il teorema ponte, limsup/liminf, successioni e topologia, insiemi compatti e caratterizzazione; funzioni continue e loro proprietà, continuità delle funzione elementari, tipi di discontinuità e funzioni monotone, teoremi fondamentali sulle funzioni continue (zeri, dei valori intermedi, Weierstrass); derivata di funzione e proprietà, derivate delle funzione elementari, i teoremi fondamentali del calcolo differenziale (Fermat, Rolle, Cauchy, Lagrange, de l'Hopital, formula di Taylor), monotonia e segno della derivata, massimi/minimi locali degeneri, funzioni convesse/concave; grafico di funzione; integrazione secondo Riemann e proprietà, integrabilità delle funzioni continue, primitive delle funzioni elementari, I e II teorema fondamentale del calcolo integrale, integrazione per sostituzione e per parti, funzioni razionali, alcune sostituzioni speciali; serie numeriche e convergenza, serie geometrica, criteri di convergenza per serie a termini positivi (confronto, confronto asintotico, radice n-esima, rapporto, condensazione) e per serie a termini qualsiasi (convergenza assoluta, Leibniz); sviluppi in serie di Taylor, sviluppi di alcune funzioni elementari; integrali impropri.Testi Adottati
"Calcolo", P. Marcellini, C. Sbordone, editore Liguori"Esercitazioni di Matematica: vol. 1.1 e 1.2", P. Marcellini, C. Sbordone, editore Liguori
Bibliografia Di Riferimento
"Analisi Matematica 1", M. Bramanti, C.D. Pagani, S. Salsa, editore Zanichelli "Analisi Matematica 1", C.D. Pagani, S. Salsa, editore Zanichelli "Analisi Matematica 1", E. Giusti, editore Bollati Boringhieri "Funzioni Algebriche e Trascendenti", B. Palumbo, M.C. Signorino, editore Accademica "Analisi Matematica", M. Bertsch, R. Dal Passo, L. Giacomelli, editore MCGraw-Hill "Esercizi di Analisi Matematica", S. Salsa, A. Squellati, editore Zanichelli "Esercitazioni di Matematica: vol. 1.1 e 1.2", P. Marcellini, C. Sbordone, editore Liguori "Esercizi e complementi di Analisi Matematica: vol. 1", E. Giusti, editore Bollati BoringhieriModalità Erogazione
Il corso prevede lezioni frontali ed esercitazioni.Modalità Frequenza
Non è necessaria ma fortemente consigliata la frequenza.Modalità Valutazione
L'esame scritto, volto a valutare la capacità dello studente di svolgere esercizi anche di natura teorica, dura due ore, è composto da una prima parte con quattro quesiti a risposta multipla ed una seconda parte con due quesiti a risposta aperta. Lo studente può essere esonerato dall'esame scritto se supera una prova scritta intermedia sulla prima parte del corso ed una finale sulla seconda parte del corso, ciascuna della durata di due ora, strutturate in maniera simile a quanto sopra descritto. Nel primo appello lo studente avrà la possibilità di recuperare una delle due prove intermedie. scheda docente materiale didattico
Calcolo di P. Marcellini e C. Sbordone.
1) I numeri e le funzioni reali
Numeri naturali, interi e razionali; densità dei razionali (5). Assiomi dei numeri reali (2). Cenni di teoria degli insiemi (4).
Il concetto intuitivo di funzione (6) e rappresentazione cartesiana (7).
Funzioni iniettive, suriettive, biettive e invertibili. Funzioni monotone (8).
Valore assoluto (9). Il principio di induzione (13).
2) Complementi ai numeri reali
Massimo, minimo, estremo superiore, estremo inferiore.
7) Limiti di successioni
Definizione e prime proprietà (56,57).
Successioni limitate (58). Operazioni con i limiti (59).
Forme indeterminate (60).
Teoremi di confronto (61). Altre proprietà dei limiti di successioni (62).
Limiti notevoli (63). Successioni monotone, il numero e (64).
Infiniti di ordine crescente (67).
8) Limiti di funzioni. Funzioni continue
Definizione di limite e proprietà (71,72,73).
Funzioni continue (74). discontinuità (75).
Teoremi sulle funzioni continue (76).
9) Complementi ai limiti
Il teorema sulle successioni monotone (80).
Successioni estratte; il teorema di Bolzano-Weierstrass (81).
Il teorema di Weierstrass (82).
Continuità delle funzioni monotone e delle funzioni inverse (83).
10) Derivate
Definizione e significato fisico (88-89). Operazioni con le derivate (90).
Derivate delle funzioni composte e delle funzioni inverse (91).
Derivata delle funzioni elementari (92).
Significato geometrico della derivata: retta tangente (93).
11) Applicazioni delle derivate. Studio di funzioni
Massimi e minimi relativi. Teorema di Fermat (95).
Teoremi di Rolle e Lagrange (96).
Funzioni crescenti, decrescenti, convesse e concave (97-98).
Il teorema di de l'Hopital (99).
Studio del grafico di una funzione (100).
La formula di Taylor: prime proprietà (101).
14) Integrazione secondo Riemann
Definizione (117). Proprietà degli integrali definiti (118).
Uniforme continuità. Teorema di Cantor (119).
Integrabilità delle funzioni continue (120).
I teoremi della media (121).
15) Integrali indefiniti
Il teorema fondamentale del calcolo integrale (123).
Primitive (124). L'integrale indefinito (125). Integrazione per parti e per sostituzione
(126,127,128,129).
Integrali impropri (132).
16) Formula di Taylor
Resto di Peano (135).
Uso della formula di Taylor nel calcolo dei limiti (136).
17) Serie
Serie numeriche (141).
Serie a termini positivi (142).
Serie geometrica e serie armonica (143,144).
Criteri di convergenza (145).
Serie alternate (146).
Convergenza assoluta (147).
Serie di Taylor (149).
S. Lang, A First Course in Calculus, Springer Ed.
L.Chierchia, Corso di Analisi - Prima parte, McGraw Hill (2019)
Programma
I numeri si riferiscono ai capitoli e ai paragrafi del libro di testo:Calcolo di P. Marcellini e C. Sbordone.
1) I numeri e le funzioni reali
Numeri naturali, interi e razionali; densità dei razionali (5). Assiomi dei numeri reali (2). Cenni di teoria degli insiemi (4).
Il concetto intuitivo di funzione (6) e rappresentazione cartesiana (7).
Funzioni iniettive, suriettive, biettive e invertibili. Funzioni monotone (8).
Valore assoluto (9). Il principio di induzione (13).
2) Complementi ai numeri reali
Massimo, minimo, estremo superiore, estremo inferiore.
7) Limiti di successioni
Definizione e prime proprietà (56,57).
Successioni limitate (58). Operazioni con i limiti (59).
Forme indeterminate (60).
Teoremi di confronto (61). Altre proprietà dei limiti di successioni (62).
Limiti notevoli (63). Successioni monotone, il numero e (64).
Infiniti di ordine crescente (67).
8) Limiti di funzioni. Funzioni continue
Definizione di limite e proprietà (71,72,73).
Funzioni continue (74). discontinuità (75).
Teoremi sulle funzioni continue (76).
9) Complementi ai limiti
Il teorema sulle successioni monotone (80).
Successioni estratte; il teorema di Bolzano-Weierstrass (81).
Il teorema di Weierstrass (82).
Continuità delle funzioni monotone e delle funzioni inverse (83).
10) Derivate
Definizione e significato fisico (88-89). Operazioni con le derivate (90).
Derivate delle funzioni composte e delle funzioni inverse (91).
Derivata delle funzioni elementari (92).
Significato geometrico della derivata: retta tangente (93).
11) Applicazioni delle derivate. Studio di funzioni
Massimi e minimi relativi. Teorema di Fermat (95).
Teoremi di Rolle e Lagrange (96).
Funzioni crescenti, decrescenti, convesse e concave (97-98).
Il teorema di de l'Hopital (99).
Studio del grafico di una funzione (100).
La formula di Taylor: prime proprietà (101).
14) Integrazione secondo Riemann
Definizione (117). Proprietà degli integrali definiti (118).
Uniforme continuità. Teorema di Cantor (119).
Integrabilità delle funzioni continue (120).
I teoremi della media (121).
15) Integrali indefiniti
Il teorema fondamentale del calcolo integrale (123).
Primitive (124). L'integrale indefinito (125). Integrazione per parti e per sostituzione
(126,127,128,129).
Integrali impropri (132).
16) Formula di Taylor
Resto di Peano (135).
Uso della formula di Taylor nel calcolo dei limiti (136).
17) Serie
Serie numeriche (141).
Serie a termini positivi (142).
Serie geometrica e serie armonica (143,144).
Criteri di convergenza (145).
Serie alternate (146).
Convergenza assoluta (147).
Serie di Taylor (149).
Testi Adottati
P. Marcellini, C. Sbordone, Calcolo, Ed. Liguori, 1992S. Lang, A First Course in Calculus, Springer Ed.
L.Chierchia, Corso di Analisi - Prima parte, McGraw Hill (2019)