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Argomenti di Analisi Matematica per il corso di
Matematica (Ingegneria informatica M-Z)
(Anno acc. 2002-2003)
(Prof. Placido Longo )
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1._ NUMERI NATURALI.
Principio d'induzione per la verifica di proprieta' dei naturali.
2._ NUMERI REALI.
Allineamenti decimali e doppia rappresentazione periodica dei decimali
finiti. Numeri razionali e allineamenti periodici (*).
Criteri d'uguaglianza e d'ordine per i numeri in forma decimale.
Densita' dei razionali e degli irrazionali nei reali.
Costruzione degli estremi superiore e inferiore di un insieme limitato(*).
Completezza dei reali: principio di localizzazione (di Cantor).
Operazioni aritmetiche sui reali mediante approssimazione decimale finita,
con l'analisi dell'errore ( facoltativa per la divisione ).
Potenza di base ed esponente reali.
3._ LIMITI E CONTINUITA'
Definizione di funzione continua sui reali.
Permanenza del segno per funzioni continue.
Il teorema degli zeri per funzioni continue su un intervallo.
Esistenza delle inverse delle funzioni elementari.
Spazi metrici e proprieta' assiomatiche della distanza. Intorni.
Punti interni, esterni, di frontiera, d'accumulazione, isolati.
Insiemi aperti e chiusi. Insiemi limitati.
Limite di una funzione fra spazi metrici in un punto d'accumulazione del
suo dominio. Limiti all'infinito sui reali e negli spazi metrici.
Convergenza e divergenza. Continuita' di funzioni fra spazi metrici.
Limiti di successioni in spazi metrici.
Limiti di somme, differenze, prodotti, quozienti di funzioni o successioni
convergenti e divergenti sui reali.
Limiti di funzioni composte. Limiti di potenze a base ed esponente
variabili.
Limiti e ordinamento: teoremi di confronto.
Permanenza del segno per funzioni convergenti.
Limiti notevoli.
Forme indeterminate dei limiti di funzioni elementari: i sette tipi.
Limiti e monotonia: proprieta' di convergenza e divergenza di funzioni e
successioni monotone. Il numero e di Neper (*).
Confronto di infinitesimi e infiniti: ordine. I simboli o e O di Landau.
Limiti e continuita'.
Continuita' e operazioni algebriche; composizione di funzioni continue.
Studio dell'insieme di continuita' di una funzione elementare.
Classificazione delle discontinuita' in base all'esistenza del limite.
Funzioni continue in un intervallo:
Teorema dei valori intermedi.
Monotonia di funzioni continue invertibili.
Continuita' dell'inversa di una funzione continua invertibile.
Funzioni continue su un insieme chiuso e limitato: teorema di esistenza
del massimo e del minimo (*).
3._ CALCOLO DIFFERENZIALE
La derivata. Il polinomio di primo grado approssimante una funzione
nell'intorno di un punto del suo dominio: equazione della tangente.
Derivata destra e sinistra.
Derivabilita' e continuita'. Esempio di funzione continua non derivabile.
Derivazione di funzioni elementari: teoremi di derivazione per le
operazioni algebriche, la potenza e la composizione.
Derivabilita' dell'inversa di una funzione derivabile e invertibile.
Derivate delle funzioni elementari.
Derivate successive.
4._ APPLICAZIONI DEL CALCOLO DIFFERENZIALE.
La condizione necessaria (di Fermat) per un punto di estremo (massimo o
minimo) interno. Estremi relativi.
I teoremi di Rolle e di Lagrange: studio delle funzioni su un intervallo
aventi derivata identicamente nulla, o monotone, o aventi pendenza limitata
(condizione di Lipschitz).
Applicazioni allo studio dei massimi, dei minimi e dell'immagine di una
funzione derivabile.
Teoremi di De L'Hospital (Bernoulli) sulle forme indeterminate (*). Tipo
di discontinuita' della derivata.
Formula di Taylor con resto di Peano(*). Condizioni sufficienti per massimi
e minimi. Calcolo dell'ordine dell'infinitesimo per funzioni regolari.
Formula di Taylor con resto di Lagrange (*). Calcolo approssimato di
funzioni elementari con stima dell'errore. Calcolo del numero e,
con errore prefissato.
5._ NUMERI COMPLESSI
Definizione ed operazioni su numeri complessi.
Modulo e coniugato di un numero complesso.
Numeri complessi in forma algebrica e trigonometrica.
Operazioni sui complessi nelle due forme. Esponenziale complesso.
Potenza di un complesso in forma trigonometrica.
Formula di De Moivre per le radici n-esime di un complesso.
6._ CALCOLO INTEGRALE.
Definizione di integrale esteso ad un intervallo.
Condizione caratteristica di integrabilita' (*).
Condizione sufficiente per l'integrabilita' di funzioni continue su
intervalli chiusi e limitati (*).
Integrabilita' delle funzioni monotone.
Proprieta' di linearita', positivita' e additivita' dell'integrale (*).
Integrali definiti.
Teoremi della media integrale per funzioni integrabili e per funzioni
continue.
Il problema della primitiva ed il teorema fondamentale del calcolo
integrale (di Torricelli).
Primitive di funzioni elementari: integrazione per somma, per parti, per
sostituzione.
Determinazione di tutte le primitive di una funzione su un'unione finita di
intervalli, nota una di esse.
Classi notevoli di funzioni integrabili elementarmente: funzioni razionali,
e loro composte con esponenziali e funzioni trigonometriche.
Definizione di integrale improprio al finito e all'infinito.
Teoremi di confronto per integrali di funzioni positive.
7._ EQUAZIONI DIFFERENZIALI.
Derivazione di funzioni a valori complessi(*).
Risoluzioni di equazioni differenziali lineari a coefficienti costanti e
secondo membro prodotto di polinomi per esponenziali complessi (*).
Risonanza (*).
NOTA:
- il programma del corso include anche argomenti di Algebra Lineare.
- Non e' richiesta la conoscenza delle dimostrazioni per gli argomenti
contrassegnati con l'asterisco (*).
Non esiste un testo ufficiale di riferimento. La scelta e' libera.
Gran parte del materiale del corso e' reperibile, ad esempio, sul testo di
Acquistapace, Conti e Savojni (ed. McGraw Hill).
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