FISICA

LAUREA TRIENNALE

ANALISI MATEMATICA 1 1° MODULO

Docenti: 
LORENZI Luca Francesco Giuseppe
Crediti: 
6
Sede: 
PARMA
Anno accademico di offerta: 
2021/2022
Responsabile della didattica: 
Settore scientifico disciplinare: 
ANALISI MATEMATICA (MAT/05)
Semestre dell'insegnamento: 
Primo Semestre
Anno di corso: 
1
Attività formativa padre: 

Obiettivi formativi

Conoscenze e capacità di comprendere.

Al termine dell’attività formativa lo studente dovrebbe aver acquisito ottime conoscenze e competenze relative agli insiemi numerici N, Z, Q e R, alle successioni numeriche e al calcolo differenziale per funzioni di una variabile reale.
Questo insegnamento concorre a rendere lo studente in grado di leggere e comprendere testi anche avanzati di Matematica, e di consultare articoli di ricerca in Matematica

Capacità di applicare conoscenza e comprensione.

Attraverso le esercitazioni svolte in aula lo studente apprende come applicare le conoscenze teoriche acquisite alla risoluzione di problemi concreti, quali ad esempio problemi di ottimizzazione.

Autonomia di giudizio.

Lo studente dovrà essere in grado di valutare la coerenza e correttezza dei risultati ottenuti da lui o da altri,
e di costruire e sviluppare argomentazioni logiche con una chiara identificazione di assunti e conclusioni

Abilità comunicative.

Lo studente dovrà essere in grado di comunicare in modo chiaro e preciso contenuti matematici relativi al programma svolto, anche al di fuori di un contesto esclusivamente applicativo. Le lezioni frontali e il confronto diretto con il docente favoriranno l'acquisizione da parte dello studente di un lessico scientifico specifico e appropriato.
Questo insegnamento contribuisce a rendere lo studente in grado di lavorare sia in autonomia che in gruppo e di inserirsi facilmente in diversi ambienti di lavoro

Capacità di apprendimento.

Lo studente dopo aver seguito il corso Analisi Matematica 1 sarà in grado di approfondire autonomamente le proprie conoscenze nell'ambito delle successioni numeriche e del calcolo differenziale per funzioni di una sola variabile, partendo dalle conoscenze basilari e fondamentali fornite dal corso. Sarà in grado di consultare in modo autonomo testi specialistici, anche al di fuori degli argomenti trattati in dettaglio durante le lezioni, al fine di affrontare efficacemente la preparazione degli altri esami del corso di laurea in cui vengono usate nozioni di Analisi Matematica.
L'insegnamento contribuisce a dare allo studente una mentalità flessibile che gli permette di inserirsi prontamente negli ambienti di lavoro, adattandosi facilmente ad affrontare nuove problematiche. Contribuisce inoltre, assieme ad altri insegnamenti del Corso di Laurea, a rendere lo studente in grado di acquisire nuove conoscenze nell'ambito della matematica o nell'ambito dell'attività lavorativa mediante uno studio autonomo. Infine contribuisce a rendere lo studente in grado di proseguire gli studi, sia in Matematica che in altre discipline di tipo scientifico, con un alto grado di autonomia.

Prerequisiti

Elementi di Matematica per l'intero corso Analisi Matematica 1

Contenuti dell'insegnamento

Il corso si propone di fornire allo studente nozioni fondamentali sugli insiemi numerici e i concetti fondamentali del calcolo differenziale per funzioni di una variabile e delle successioni numeriche.

Programma esteso

1. I numeri reali.

Definizione assiomatica dei numeri reali, numeri razionali e irrazionali; massimo, minimo, estremo superiore ed inferiore; densità dei razionali nei reali; parte intera e modulo dei numeri reali; potenze, radici, radici n-esime dei numeri non negativi; intervalli, distanza, intorni, punti di accumulazione, punti isolati, punti interni. Principio d'induzione; potenza del binomio.

2. Successioni di numeri reali.

Il concetto di successione, successioni convergenti, unicità del limite; successioni infinitesime, successioni divergenti; sottosuccessioni, criterio di non esistenza del limite; algebra dei limiti, teorema di permanenza del segno, teoremi di confronto; successioni monotone; il numero di Nepero; successioni definite per ricorrenza; il criterio di Cauchy per le successioni; teorema di Bolzano-Weierstrass.

3. Funzioni e limiti.

Richiami sulle funzioni: funzioni iniettive, suriettive, biunivoche, funzione inversa; grafici; funzioni reali di variabile reale, funzioni monotone, funzioni esponenziali e logaritmiche. Limiti di funzioni; limiti delle restrizioni, limite destro e sinistro; limiti delle funzioni monotone; limiti notevoli.

4. Continuità.

Il concetto di funzione continua, restrizioni di funzioni continue, composizione di funzioni continue; somma, prodotto, quoziente di funzioni continue; discontinuità, esempi di funzioni discontinue; teorema dei valori intermedi; continuità e monotonia; continuità delle funzioni inverse; teorema di Weierstrass. Potenze con esponente reale.

5. Calcolo differenziale.

Rapporti incrementali, derivate, derivate destre e sinistre; significato geometrico delle derivata; regole di derivazione: derivate della somma, prodotto, quoziente di due funzioni; derivate di funzioni composte e di funzioni inverse; derivate delle funzioni elementari; massimi e minimi relativi; punti stazionari; teorema di Rolle, Lagrange e loro interpretazione geometrica, teoremi di Cauchy e di De l'Hopital. La formula di Taylor con resto di Peano e di Lagrange.

Bibliografia

Teoria
E. Acerbi, G. Buttazzo: Primo corso di Analisi Matematica, Pitagora Editore, 1997.

E. Acerbi, G. Buttazzo: Analisi Matematica ABC, Pitagora Editore.

E. Giusti "Analisi Matematica 1"
Boringhieri

Esercizi
Enrico Giusti "Esercizi e complementi di Analisi Matematica 1" Boringhieri

Metodi didattici

Il modulo prevede 5 ore di lezioni/esercitazioni alla settimana.
Durante le lezioni frontali verranno illustrate le proprietà fondamentali degli insiemi numerici e verranno presentati i concetti base dell'analisi matematica per funzioni di una sola variabile, i principali risultati sulle successioni numeriche.
Le esercitazioni hanno lo scopo di mostrare allo studente le applicazioni dei risultati teorici e di aiutarlo a comprenderne l'importanza.
Le lezioni vengono svolte utilizzando un tablet pc che permette di proiettare su uno schermo gli appunti scritti a lezione dal docente e di pubblicare al termine di ogni singola lezione, sul sito elly dedicato, un file pdf con quanto scritto a lezione. Su elly verrà caricato anche il link al file video con la ripresa dello schermo del tablet e la registrazione dell'audio delle lezioni. Le lezioni saranno disponibili anche online in diretta per gli studenti che preferiscono seguirle da casa.

Modalità verifica apprendimento

Esame congiunto con Analisi matematica 1 (secondo modulo). Consiste di una prova scritta e prova orale in date differenti.
Nella prova scritta verranno assegnati alcuni esercizi (indicativamente 3 o 4) che serviranno per verificare la capacità dello studente di applicare i risultati teorici visti durante il corso in alcuni casi concreti. Il voto della prova scritta è espresso in 30esimi e lo studente è ammesso all'orale se totalizza almeno 15 punti nella prova scritta.
La parte orale servirà a valutare la conoscenza dei risultati astratti presentati nel corso, le loro dimostrazioni, l'acquisizione di un linguaggio specifico e la conoscenza degli argomenti non presenti nella prova scritta. Il voto finale è dato dalla media pesata del voto della parte scritta e della parte orale.