Analisi
Matematica 1
(ingegneria meccanica, canale a-k)
Docente: Prof. Pierpaolo Esposito
Ricevimento
Martedì e mercoledì ore 11-12 previo
appuntamento presso l'ufficio 307, III piano, palazzina C, sede di Largo
Murialdo 1.
Esoneri
I
esonero, martedì 21/12/2021, ore 10-13.
Argomenti: principio
di induzione; estremo inferiore/superiore; equazioni in campo
complesso; immagine e pre-immagine di una funzione; limiti di funzione
(tramite limiti notevoli, confronti d’infinito,
formula di de L’Ho?pital
e Taylor); limiti di successioni; massimo/minimo limite; massimi e
minimi locali/assoluti; studio di funzione.
II
esonero, venerdì 4/2/2022, ore 10-13.
Argomenti:
integrali per parti e per sostituzione, metodo dei
fratti semplici, intergali con radicali, integrali impropri; convergenza
di serie con il criterio della radice n-esima, del rapporto, del
confronto e del confronto asintotico, di condensazione di Cauchy, di
Leibnitz.
Testi
di riferimento
- "Calcolo", P. Marcellini, C. Sbordone, editore Liguori
- "Esercitazioni di Matematica: vol. 1.1 e 1.2", P. Marcellini, C.
Sbordone, editore Liguori
Altri
testi
- "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
- "Esercizi e complementi di Analisi Matematica: vol. 1", E. Giusti,
editore Bollati Boringhieri
- "Esercizi svolti di Analisi Matematica e Geometria 1 e 2", G.
Catino, F. Punzo.
Diario
delle lezioni
Lezione
1 (27/9/2021):
Richiami
sulla costruzione dei numeri interi Z e razionali Q a partire dai
numeri naturali N; assenza di radici quadrate in Q; costruzione
assiomatica dei numeri reali R ed assioma di continuità; massimo,
maggiorante
ed estremo superiore di un insieme.
Lezione
2 (28/9/2021):
Esistenza dell'estremo
superiore di un insieme; insiemi limitati e il valore assoluto;
costruzione dei numeri naturali N come il più piccolo insieme
induttivo, principio di induzione, somma dei primi n interi.
Lezione 3
(29/9/2021): Proprietà di
Archimede; densità di Q in R; esistenza in R della radice quadrata di
2 e delle radici-n-esime; caratterizzazione di sup/inf ed esempi.
Lezione 4
(30/9/2021): Esercizi
sul principio di induzione. Testo
Lezione 5
(4/10/2021): Esercizi
sul principio di induzione e su estremo superiore/inferiore. Testo
Lezione
6 (5/10/2021): Esercizi
su
estremo superiore/inferiore. Testo
Lezione
7 (6/10/2021): Calcolo
combinatorio: disposizioni, permutazioni e combinazioni; formula del
binomio di Newton tramite combinatoria e tramite induzione.
Lezione
8 (7/10/2021): Triangolo
di Tartaglia e coefficienti binomiali. Disuguaglianza di
Bernoulli.
Introduzione al campo complesso.
Lezione 9
(11/10/2021): Costruzione
del campo complesso; parte reale e immaginaria, coniugio, modulo e
disuguaglianza triangolare. Rappresentazione polare e prodotti.
Lezione 10
(12/10/2021):
Radici n-esime in campo complesso. Esercizi sul campo complesso
Testo
Lezione
11 (13/10/2021):
Esercizi sul campo complesso
Testo
Lezione
12 (14/10/2021): Limite
della
radice n-esima di p e n; limite degli esponenziali; confronti di ordine
di infinito tra n, esponenziali, n!, n^n. Limite della radice n-esima di
n!.
Lezione
13 (18/10/2021): Definizione
di limite finito; operazioni con i limiti.
Lezione
14 (19/10/2021): Successioni
convergenti sono limitate; definizione di limite infinito; operazioni
con i limiti e forme indeterminate; limiti di funzioni razionali e
con radicali.
Lezione
15 (20/10/2021):
Permanenza del segno. Teorema del confronto e dei due carabinieri.
Limite della radice n-esima di n^alpha. Confronto di ordine di infinito
tra log n e n.
Lezione
16 (21/10/2021): Sottosuccessioni; legame tra limiti
di una successione e sue sottosuccessioni. Limiti
di successioni monotone.
Definizione del numero di Nepero e.
Lezione
17 (25/10/2021): Caratterizzazione del numero di
Nepero come serie. Approsimazione di e e stima dell'errore; irrazionalità
di e.
Lezione
18 (26/10/2021): Costruzione delle potenze con
esponente reale come limite di approssimazioni razionali; "continuità"
dell'esponenziale in 0. Esempi di utilizzo del limite notevole che
definisce e.
Lezione
19 (27/10/2021): Esercizi sui limiti di successione.
Testo
Lezione
20 (28/10/2021):
Esercizi sui limiti di successione.
Testo
Lezione
21 (2/11/2021):
Esercizi sui limiti di successione.
Testo
Lezione 22
(08/11/2021): Massimo/minimo limite come estremo
inferiore/superiore dei maggiornati/minoranti definitivi;
caratterizzazione del massimo/minimo limite; esempi. Legame tra la
convergenza di una successione ed il suo massimo/minimo limite.
Massimo/minimo limite come limite di sup/inf definitivi.
Lezione 23
(09/11/2021): Legame tra massimo/minimo limite e i
limiti delle sottosuccessioni convergenti.
Teorema
di Bolzano-Weierstrass: successioni
limitate
hanno estratte convergenti. Insiemi aperti, chiusi e compatti in R; gli
insiemi chiusi contengono i propri punti limite; gli insiemi compatti
coincidono con gli insiemi chiusi e limitati. Punti di accumulazione e
punti isolati.
Lezione 24
(10/11/2021): Esempi di definizione di limite per
funzioni; intorni dei punti finiti e di +/- infinito; definizione
generale di limite di funzione con gli intorni. Teorema ponte ed esempi.
Confronti di infinito tra (log x)^alpha, x^beta, A^x con A>1, x^x.
Lezione 25
(11/11/2021): Continuità delle funzioni seno, coseno,
logaritmo ed esponenziale. Limite notevole di seno e coseno;
limite di (1+1/x)^x a +/- infinito e di (1+x)^{1/x} in
zero; limite notevole del logaritmo e dell'esponenziale. Proprietà
dei limiti (permanenza del segno, confronto, operazioni con i limiti);
validità delle operazioni con i limiti e forme indeterminate.
Limite
destro/sinistro e relazione con il limite completo.
Lezione 26
(15/11/2021): Limiti di funzioni monotone. Funzioni
continue; classificazione delle discontinuità; continuità delle funzioni
elementari.
Continuità di somma,
prodotto e quoziente.
Lezione 27
(16/11/2021): Continuità della composizione. Teoremi
della permanenza del segno, degli zeri e dei valori intermedi.
Definizione rigorosa della funzione logaritmo.
Lezione
28 (17/11/2021): Teorema di Weierstrass.
Funzioni, dominio e co-dominio; immagine e pre-immagine;
iniettività, suriettività e funzione inversa. Esempi delle principali
funzioni inverse; continuità della funzione inversa.
Lezione 29
(18/11/2021): Definizione di derivata e
significato geometrico. Regole di derivazione per somma, prodotto
e quoziente. Calcolo della derivata di sin x, cos x, x^n, e^x, log x,
polinomi P(x), funzioni razionali P(x)/Q(x), tan x e cotan x.
Lezione 30
(22/11/2021):
Esercizi sui limiti di funzione.
Testo
Lezione
31 (23/11/2021):
Esercizi sui limiti di funzione e successione.
Testo
Lezione
32 (24/11/2021):
Regole di derivazione per: composizione, inversa.
Calcolo
della derivata delle funzioni inverse: arcsin x, arccos x e arctan x.
Esercizi sul calcolo delle derivate.
Testo
Teorema di Fermat.
Lezione 33
(25/11/2021):
Procedimento per determinare massimo/minimo assoluto di una fz. su
insieme compatto. Teorema di Rolle. Teorema di Lagrange e monotonia di
funzioni derivabili.
Funzioni
con derivata nulla su un intervallo sono costanti.
Teorema di Cauchy.
Lezione
34 (29/11/2021): Studio di funzione: asintoti verticali,
orizzontali e obliqui; derivata seconda e legame tra convessità
e segno della derivata seconda. Esercizio su studio di funzione.
Testo
Lezione
35 (30/11/2021): Esercizi
su studio di funzione.
Testo
Lezione
36 (1/12/2021): Teorema di de L'Hôpital ed esempi.
Formula di Taylor, formula di Peano per il resto.
Lezione
37 (2/12/2021): Formula di Taylor con resto in forma
Lagrange. Sviluppi
di Taylor al second'ordine; criterio per determinare massimi/minimi
locali.Sviluppo in serie di Taylor per l'esponenziale, seno, coseno.
Lezione
38 (6/12/2021): Somma geometrica; sviluppi di Taylor
per logaritmo e arco-tangente. Esercizi su limiti di funzione
Testo
Lezione 39
(7/12/2021): Esercizi su limiti di funzione
Testo
Lezione
40 (9/12/2021): Definizione di integrale di Riemann e
proprietà. Funzioni uniformemente continue; funzioni continue su
compatti sono uniformemente continue; integrabilità delle funzioni
continue su intervalli compatti.
Lezione
41 (13/12/2021): Prova di auto-valutazione per il I
esonero
Testo
Lezione 42
(14/12/2021): Correzione prova di auto-valutazione per
il I esonero
Testo
Prova dell'altro canale
Testo
Teorema fondamentale del calcolo integrale.
Lezione
43 (15/12/2021): Dimostrazione
del Teorema fondamentale del calcolo integrale; Teorema della media
integrale. Integrazione per parti ed esempi.
Lezione 44
(16/12/2021): Cambio di variabili negli integrali.
Sostituzioni per espressioni in seno/coseno ed esempi.
Lezione
45 (20/12/2021): Integrazione dei fratti semplici.
Metodo dei fratti semplici per integrare fz. razionali.
Esercizi
sull'integrazione di fz razionali
Testo
Lezione
46 (21/12/2021): I
esonero
Lezione 47
(10/1/2022):
Trasformazione
di Eulero. Esercizi sull'integrazione di fz razionali in ax+b/cx+d e in
ax^2+bx+c con a>0
Testo
Lezione 48
(11/1/2022): Esercizi sull'integrazione di fz
razionali in ax^2+bx+c con a>0 e a<0. Integrali impropri;
integrabilità di x^alpha in (0,1) e (1,
?).
Testo
Lezione 49
(12/1/2022): Criterio
dell'integrabilità assoluta e del confronto. Esercizi sugli integrali
impropri
Testo
Introduzione alle serie e serie geometrica.
Lezione
50 (13/1/2022): Condizione necessaria per la
convergenza di una serie. Serie armonica. Criterio del confronto e del
confronto asintotico. Esempi. Criterio del rapporto e della radice.
Lezione
51 (17/1/2022): Esercizi su criterio del confronto,
confronto asintotico, rapporto e radice.
Testo
Lezione
52 (18/1/2022) Criterio di condensazione di Cauchy
.
Serie armoniche generalizzate.Criterio della convergenza
assoluta.
Lezione
53 (19/1/2022)
Criterio di Leibnitz. Serie telescopiche. Esercizi
Testo
Lezione
54 (20/1/2022) Esercizi su serie con parametro
Testo
Lezione 55
(26/1/2022) Prova di auto-valutazione per il II esonero con
soluzioni
Testo
Prova dell'altro canale
Testo
Lezione
56 (4/2/2022): II
esonero