Prof. Lorenzo Giacomelli
a.a. 2001/2002
C.C.L. Informatica (IV canale: P-Z) e C.C.L. Automatica
Introduzione. Cenni sulla struttura dei numeri naturali, interi,
razionali e reali. Estremo superiore ed inferiore. Valore assoluto. Numeri
complessi (forma algebrica, trigonometrica ed esponenziale dei numeri complessi;
potenze, radici, polinomi, esponenziali; equazioni in campo complesso).
Cenni al teorema fondamentale dellÌalgebra.
Successioni e serie numeriche. Il concetto di limite e le sue
proprietà: operazioni con i limiti, teorema della permanenza del
segno, teorema del confronto. Successioni monotone. Il numero
e. La definizione di asintotico. Alcuni limiti notevoli. Il concetto di
serie e le sue proprietà. Serie a termini non negative e criteri
di convergenza (criterio del rapporto, della radice, del confronto e del
confronto asintotico). Serie a termini di segno qualunque: assoluta convergenza
e criterio di Leibniz.
Limiti e continuità delle funzioni di una variabile. La
nozione di limite. Teorema "ponte". Limiti di funzioni monotone.
Proprietà dei limiti. Continuità. Funzioni elementari (potenze
reali, esponenziali, logaritmi, funzioni trigonometriche, funzioni iperboliche).
Funzioni discontinue. Funzioni composte e funzioni inverse. Funzioni trigonometriche
inverse (arcocoseno, arcoseno, arcotangente). Infinitesimi ed infiniti.
Teoremi fondamentali per funzioni continue (confronto, permanenza del
segno, teorema degli zeri, teorema di Weierstrass, teorema dei
valori intermedi).
Calcolo differenziale per funzioni di una variabile. Il concetto
di derivata e sue proprietà. Derivate elementari. Derivata della
funzione composta e della funzione inversa. Estremi locali. Teorema
di Fermat. Teorema di Lagrange. Test di monotonia.
Derivate di ordine superiore: concavità e convessità. Studio
del grafico di una funzione di variabile reale. Teorema di De LÌHopital.
La definizione di "o" piccolo. Formula di Taylor (cenni alle serie
di Taylor).
Teoria dellÌintegrazione I. Definizione dellÌintegrale di Riemann
e sue proprietà. Significato geometrico. Teorema della media
e I0 Teorema fondamentale del calcolo integrale. Integrale
indefinito: funzioni primitive e loro caratterizzazione. Funzione integrale:
II0 Teorema fondamentale del calcolo integrale. Alcuni metodi
di integrazione (integrali elementari, decomposizione in somma, per parti,
per sostituzione, funzioni razionali, funzioni trigonometriche). Integrali
impropri: criteri di convergenza al finito e allÌinfinito.
Equazioni differenziali. Equazioni a variabili separabili: teorema
di esistenza e unicità. Equazioni lineari: teorema di esistenza
e unicità, teorema di struttura delle soluzioni dellÌequazione omogenea,
struttura delle soluzioni dellÌequazione completa, metodo della variazione
delle costanti.
Calcolo differenziale per funzioni di 2 o 3 variabili. Nozione
di limite e continuità. Derivate parziali e gradiente; derivate
direzionali. Differenziabilità e piano tangente. Proprietà
delle funzioni differenziabili e teorema del differenziale totale. Derivate
di ordine superiore e teorema di Schwarz. Matrice Hessiana e Laplaciano.
Formula di Taylor (al secondo ordine). Studio dei massimi e minimi liberi.
Cenni alla teoria dellÌintegrazione II. Matrice Jacobiana. Trasformazioni
di coordinate (trasformazione dellÌelelmento di volume). Insiemi semplici.
Integrali di funzioni continue di due e tre variabili variabili: teorema
di riduzione, proprietà dellÌintegrale, teorema di cambiamento di
variabile.
Le parti sottolineate sono richieste con dimostrazione.
Testi consigliati: Bramanti Pagani Salsa. Matematica: calcolo infinitesimale e algebra lineare. Zanichelli ed.
N.B. Durante il corso sono stati assegnati numerosi esercizi da risolvere a casa, ad integrazione degli argomenti svolti.