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    Programma provvisorio del corso di Alg. Lin. e Anal. 2 (2015-2016)

    Programma del corso di Algebra Lineare ed Analisi 2
    Modulo di Algebra Lineare – A.A. 2015-2016

    Preliminari/Prerequisiti
    Insiemi e funzioni, principio di induzione, numeri complessi. Polinomi, geometria analitica, trigonometria.

    Spazi vettoriali ed applicazioni lineari
    – Campi e spazi vettoriali. Sottospazi vettoriali.
    – Dipendenza e indipendenza lineare, generatori, basi e componenti di un vettore rispetto ad
    una base, dimensione di uno spazio e di un sottospazio vettoriale. Span di un insieme di
    vettori.
    – Somma ed intersezione di sottospazi vettoriali. Formula di Grassmann. Somma diretta di
    sottospazi e componenti di un vettore rispetto ad una somma diretta.
    – Applicazioni lineari. Matrice associata ad un’applicazione lineare dopo aver scelto basi in
    partenza ed arrivo.
    – Operazioni tra matrici: somma, prodotto per uno scalare, prodotto tra matrici. Trasposta ed
    inversa di una matrice.
    – Matrici di cambio di base. Similitudine tra matrici.
    – Nucleo e immagine di un’applicazione lineare. Teorema della dimensione. Legami tra
    iniettività, surgettività e dimensioni degli spazi di partenza ed arrivo per applicazioni lineari.
    – Determinante di una matrice: definizione, principali proprietà, esistenza, unicità. Calco- lo mediante l’algoritmo di Gauss e gli sviluppi di Laplace. Determinante della trasposta,
    dell’inversa, del prodotto.
    – Rango di una matrice. Calcolo del rango.
    – Autovalori, autovettori, autospazi. Molteplicità algebrica e geometrica di un autovalore.
    – Polinomio minimo, polinomio caratteristico. Relazioni tra coefficienti del polinomio
    caratteristico, traccia, determinante, autovalori.
    – Cenni sulle forme canoniche. Applicazioni e matrici simmetriche. Criteri di diagonalizzabilità sui reali e sui complessi.
    Prodotti scalari e forme quadratiche
    – Prodotto scalare canonico in Rn. Norma e distanza.
    – Basi ortogonali e ortonormali. Procedimento di ortogonalizzazione di Gram-Schmidt.
    – Matrici ortogonali.
    – Ortogonale di un sottospazio. Proiezioni ortogonali su sottospazi.
    – Forme quadratiche e matrici ad esse associate. Definizione di segnatura.
    – Metodi per determinare la segnatura di una forma quadratica.
    – Prodotti scalari in generale e matrici ad essi associate. Disuguaglianza di Cauchy-Schwarz. Basi ortogonali ed ortonormali (e procedimento di ortogonalizzazione) rispetto ad un generico prodotto scalare definito positivo (cenni).
    – Applicazioni simmetriche rispetto ad un generico prodotto scalare e proprietà delle matrici ad
    esse associate. Teorema spettrale rispetto ad un generico prodotto scalare definito positivo.
    Geometria analitica
    – Vettori geometrici nel piano, nello spazio, e pi`u in generale in Rn.
    – Geometria analitica nel piano. Equazioni cartesiane e parametriche di rette. Angoli e
    distanze.
    – Geometria analitica nello spazio. Equazioni cartesiane e parametriche di rette e piani. Angoli
    e distanze tra rette e piani.
    – Equazioni cartesiane e parametriche di sottospazi affini di Rn.
    – Affinità e isometrie in Rn.
    Sistemi lineari
    – Scrittura di un sistema lineare in termini di matrici e vettori. Interpretazioni in termini di
    combinazioni lineari, Span, ed in termini di applicazioni lineari.
    – Struttura generale dell’insieme delle soluzioni di un sistema lineare, omogeneo e non
    omogeneo.
    – Matrici a scala e risoluzione di un sistema lineare mediante algoritmo di Gauss.
    – Risolubilità di un sistema lineare e rango: teorema di Rouché-Capelli.

    Modulo di Analisi II – A.A. 2015-2016

    Preliminari/Prerequisiti
    – Analisi Matematica I (studi di funzione, limiti, calcolo integrale).
    – Algebra Lineare (vettori, geometria analitica nel piano e nello spazio, matrici,
    forme quadratiche).
    Calcolo differenziale in più variabili
    – Lo spazio Rn. Vettori e operazioni tra vettori. Norma, distanza, prodotto scalare.
    – Funzioni di più variabili e loro grafico. Visualizzazione del grafico per funzioni di due variabili:
    linee di livello e restrizione alle rette (o curve) passanti per un punto.
    – Limiti e continuità per funzioni di più variabili.
    – Derivate parziali e direzionali per una funzione di più variabili e loro significato geometrico.
    – Differenziale per funzioni di più variabili e sua interpretazione geometrica in termini di (iper)piano tangente al grafico. Relazione tra le derivate direzionali e le derivate parziali per una funzione differenziabile. Gradiente e suo significato geometrico. Teorema del differenziale totale.
    – Derivate successive per funzioni di più variabili. Teorema di inversione dell’ordine di derivazione. Formula di Taylor in due o più variabili.
    – Massimi e minimi locali e globali per funzioni di più variabili.
    – Matrice Hessiana e comportamento locale di una funzione in un intorno di un punto stazionario.
    – Insiemi compatti in Rn. Teorema di Weierstass per funzioni di pi`u variabili.
    – Massimi e minimi vincolati.
    – Calcolo differenziale per funzioni da Rn ad Rm. Matrice Jacobiana.
    – Integrale di Riemann per funzioni di due o tre variabili e suo significato geometrico/fisico.
    – Formula di riduzione di un integrale doppio a due integrali semplici mediante sezioni.
    – Integrali tripli: formule di riduzione per sezioni e per colonne.
    – Sfruttamento delle simmetrie per semplificare il calcolo di integrali doppi o tripli.
    – Calcolo di aree, volumi e baricentri mediante integrali doppi e tripli.
    – Coordinate polari nel piano. Coordinate cilindriche e sferiche nello spazio. Utilizzo delle
    coordinate polari e sferiche per il calcolo di integrali multipli.
    – Formula generale per il cambio di variabili negli integrali doppi.
    – Integrali impropri in più variabili: definizioni e studio della convergenza.
    Curve, superfici, calcolo vettoriale
    – Curve: definizione. Curve chiuse e semplici. Vettore, versore e retta tangente.
    – Lunghezza di una curva: definizione e calcolo.
    – Integrali curvilinei (integrale di una funzione lungo una curva).
    – Forme differenziali.
    – Integrale di una forma differenziale lungo un curva. Forme differenziali esatte e potenziali.
    – Insiemi connessi, convessi, stellati, semplicemente connessi. Forme differenziali chiuse. Relazioni tra forme differenziali chiuse ed esatte.
    – Superfici: definizioni, versore normale, piano tangente.
    – Area di una superficie: definizione e calcolo.
    – Integrali superficiali (integrale di una funzione su una superficie).
    – Operatori differenziali: divergenza, rotore, gradiente. Relazioni tra gli operatori
    differenziali.
    – Orientazione di una superficie e del suo eventuale bordo.
    – Formula di Gauss-Green: enunciati ed applicazioni.
    – Formula di Stokes: enunciati ed applicazioni.

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