ID:
64318
Tipo Insegnamento:
Opzionale
Durata (ore):
60
CFU:
6
SSD:
ANALISI MATEMATICA
Url:
INGEGNERIA MECCANICA/PERCORSO COMUNE Anno: 1
Anno:
2024
Dati Generali
Periodo di attività
Secondo Semestre (24/02/2025 - 05/06/2025)
Syllabus
Obiettivi Formativi
Scopo di questo corso è fornire agli studenti le conoscenze di base del calcolo differenziale ed integrale di più variabili. Si cercherà anche, malgrado le poche ore a disposizione, di far nascere nei discenti una certa coscienza critica che consenta loro di utilizzare in modo consapevole gli strumenti matematici di cui verranno in possesso. Infine si cercherà di dare un po' di spazio alla discussione e risoluzione, mediante il calcolo integrale e differenziale, di problemi di tipo applicativo. Alla fine del corso gli studenti dovranno essere in grado di risolvere vari problemi di massimo e minimo in più variabili (sia liberi che vincolati), saper studiare una funzione di più variabili reali, calcolare volumi, baricentri, momenti di inerzia di lamine e di solidi, calcolare il lavoro di un campo vettoriale lungo un percorso, saper studiare una curva nello spazio, saper risolvere una equazione differenziale lineare
Prerequisiti
I prerequisiti sono le nozioni di base di geometria, algebra e trigonometria normalmente insegnate in ogni scuola media superiore, più tutti i contenuti del corso Analisi Matematica A
Metodi didattici
Lezioni teoriche ed esercitazioni in aula su tutti i contenuti del corso.
Verifica Apprendimento
L'esame consiste di una prova scritta e di una prova orale.
PROVA SCRITTA: suddivisa in 2 parti, così fatte
- la prima parte consta di 10 esercizi, lo studente deve solo fornire la risposta. In caso di risposta esatta, ogni esercizio vale 2 punti. Gli esercizi in questa parte sono del tipo: trovare massimo o minimo di una funzione di più variabili, calcolo di limiti di funzioni di più variabili (eventualmente con l'uso della formula di Taylor), risoluzione di un'equazione differenziale, trovare e classificare i punti critici di una funzione di più variabili, calcolo della lunghezza o della curvatura di una curva, calcolo di un integrale doppio o triplo semplice, calcolo del potenziale di un campo conservativo, riconoscere campi vettoriali conservativi, determinare il piano tangente al grafico di una funzione di 2 variabili, calcolo di una derivata direzionale, calcolo del lavoro di un campo vettoriale lungo una curva, calcolo di baricentri o momenti di inerzia
- la seconda parte consta di 2 esercizi, in cui lo studente deve fornire tutto lo svolgimento. Ogni esercizio della seconda parte vale 7 o 8 punti. Tipicamente, si tratta di studiare una funzione di una variabile, calcolare un integrale di una o più variabili, calcolare il momento di inerzia di una figura bidimensionale o tridimensionale elaborata, studiare una superficie, calcolare il flusso di un campo vettoriale attraverso una superficie chiusa o con bordo.
ATTENZIONE: requisito indispensabile perché la seconda parte dello scritto venga corretta, è che lo studente totalizzi almeno 5 risposte corrette su 10 nella prima parte. In caso contrario, la prova è ritenuta insufficiente.
PROVA ORALE: qualora il voto della prova scritta B sia superiore o uguale a 15/30, lo studente deve sostenere una prova orale, della durata di 15-30 minuti. Durante la prova orale, lo studente dovrà rispondere a 1 domanda di carattere teorico sul corso. La domanda è presa dalla seguente lista:
1) polinomio caratteristico e risoluzione di una equazione differenziale lineare a coefficienti costanti
2) lunghezza di una curva e teorema di rettificabilità delle curve regolari
3) versore tangente, versore normale e curvatura di una curva nel piano
4) differenziabilità per funzioni di più variabili e teorema del differenziale totale
5) Hessiana di una funzione e teorema di Schwarz
6) gradiente e derivata direzionale
7) insiemi di livello di una funzione
8) punti critici e studio della loro natura tramite l'analisi della matrice hessiana
9) teorema dei moltiplicatori di Lagrange
10) integrali doppi e tripli
11) integrali di linea
12) campi vettoriali conservativi: definizione e condizioni necessarie e/o sufficienti affinché un campo sia conservativo
Alla fine della prova orale, in caso di esito positivo lo studente otterrà il voto definitivo, che sarà superiore o uguale a 18/30. Esso potrà anche essere inferiore al voto della prova scritta. In caso di esito negativo, l'esame non si ritiene superato e lo studente dovrà rifare lo scritto ad uno degli appelli successivi.
PROVA SCRITTA: suddivisa in 2 parti, così fatte
- la prima parte consta di 10 esercizi, lo studente deve solo fornire la risposta. In caso di risposta esatta, ogni esercizio vale 2 punti. Gli esercizi in questa parte sono del tipo: trovare massimo o minimo di una funzione di più variabili, calcolo di limiti di funzioni di più variabili (eventualmente con l'uso della formula di Taylor), risoluzione di un'equazione differenziale, trovare e classificare i punti critici di una funzione di più variabili, calcolo della lunghezza o della curvatura di una curva, calcolo di un integrale doppio o triplo semplice, calcolo del potenziale di un campo conservativo, riconoscere campi vettoriali conservativi, determinare il piano tangente al grafico di una funzione di 2 variabili, calcolo di una derivata direzionale, calcolo del lavoro di un campo vettoriale lungo una curva, calcolo di baricentri o momenti di inerzia
- la seconda parte consta di 2 esercizi, in cui lo studente deve fornire tutto lo svolgimento. Ogni esercizio della seconda parte vale 7 o 8 punti. Tipicamente, si tratta di studiare una funzione di una variabile, calcolare un integrale di una o più variabili, calcolare il momento di inerzia di una figura bidimensionale o tridimensionale elaborata, studiare una superficie, calcolare il flusso di un campo vettoriale attraverso una superficie chiusa o con bordo.
ATTENZIONE: requisito indispensabile perché la seconda parte dello scritto venga corretta, è che lo studente totalizzi almeno 5 risposte corrette su 10 nella prima parte. In caso contrario, la prova è ritenuta insufficiente.
PROVA ORALE: qualora il voto della prova scritta B sia superiore o uguale a 15/30, lo studente deve sostenere una prova orale, della durata di 15-30 minuti. Durante la prova orale, lo studente dovrà rispondere a 1 domanda di carattere teorico sul corso. La domanda è presa dalla seguente lista:
1) polinomio caratteristico e risoluzione di una equazione differenziale lineare a coefficienti costanti
2) lunghezza di una curva e teorema di rettificabilità delle curve regolari
3) versore tangente, versore normale e curvatura di una curva nel piano
4) differenziabilità per funzioni di più variabili e teorema del differenziale totale
5) Hessiana di una funzione e teorema di Schwarz
6) gradiente e derivata direzionale
7) insiemi di livello di una funzione
8) punti critici e studio della loro natura tramite l'analisi della matrice hessiana
9) teorema dei moltiplicatori di Lagrange
10) integrali doppi e tripli
11) integrali di linea
12) campi vettoriali conservativi: definizione e condizioni necessarie e/o sufficienti affinché un campo sia conservativo
Alla fine della prova orale, in caso di esito positivo lo studente otterrà il voto definitivo, che sarà superiore o uguale a 18/30. Esso potrà anche essere inferiore al voto della prova scritta. In caso di esito negativo, l'esame non si ritiene superato e lo studente dovrà rifare lo scritto ad uno degli appelli successivi.
Testi
Il testo consigliato e' :
- M. Bramanti, C. D. Pagani, S. Salsa: MATEMATICA Calcolo Infinitesimale ed Algebra Lineare, Ed. Zanichelli (seconda edizione)
Sul Classroom del corso sono presenti le le slide delle lezioni
Per gli esercizi, si consigliano i seguenti testi:
- P. Marcellini, C. Sbordone, Esercitazioni di Analisi Matematica Due (Vol. I & II), Ed. Zanichelli
- M. Bramanti, C. D. Pagani, S. Salsa: MATEMATICA Calcolo Infinitesimale ed Algebra Lineare, Ed. Zanichelli (seconda edizione)
Sul Classroom del corso sono presenti le le slide delle lezioni
Per gli esercizi, si consigliano i seguenti testi:
- P. Marcellini, C. Sbordone, Esercitazioni di Analisi Matematica Due (Vol. I & II), Ed. Zanichelli
Contenuti
- Numeri complessi
- Equazioni differenziali ordinarie lineari, di ordine 1 e 2
- Curve nello spazio
- Curve regolari e rettificabili
- Versore tangente
- Lunghezza di una curva
- Riparametrizzazioni
- Ascissa curvilinea
- Curve nel piano: forma cartesiana, forma polare, versore normale, curvatura
- Cenni di topologia in $\mathbb{R}^N$
- Grafici e insiemi di livello
- Limiti e continuità per funzioni di più variabili
- Calcolo dei limiti in due variabili: analisi delle forme di indeterminazione
- Il criterio delle 2 curve per i limiti
- Calcolo differenziale per funzioni reali di più variabili
- Derivate parziali
- Piano tangente e differenziabilità
- Teorema del differenziale totale
- Derivate direzionali
- Derivate successive
- Teorema di Schwarz
- Formula di Taylor al secondo ordine
- Matrice Hessiana
- Massimi e minimi liberi
- Punti critici
- Forme quadratiche
- Studio della natura dei punti critici (massimo e minimi locali, punti sella)
- Massimi e minimi vincolati: metodo dei moltiplicatori di Lagrange
- Calcolo integrale per funzioni di più variabili
- integrali di linea
- baricentro e momento di inerzia di una curva
- Integrazione multipla
- Integrali doppi: definizione e calcolo come integrali iterati
- Cambiamento di variabili negli integrali multipli
- Coordinate polari, cilindriche e sferiche
- Integrali tripli
- baricentro e momento di inerzia di aperti in R^2 e R^3
- Campi vettoriali
- Lavoro di un campo vettoriale
- Campi conservativi e potenziali
- Campi irrotazionali
- Condizioni necessarie e sufficienti affinché un campo sia conservativo
- Equazioni differenziali ordinarie lineari, di ordine 1 e 2
- Curve nello spazio
- Curve regolari e rettificabili
- Versore tangente
- Lunghezza di una curva
- Riparametrizzazioni
- Ascissa curvilinea
- Curve nel piano: forma cartesiana, forma polare, versore normale, curvatura
- Cenni di topologia in $\mathbb{R}^N$
- Grafici e insiemi di livello
- Limiti e continuità per funzioni di più variabili
- Calcolo dei limiti in due variabili: analisi delle forme di indeterminazione
- Il criterio delle 2 curve per i limiti
- Calcolo differenziale per funzioni reali di più variabili
- Derivate parziali
- Piano tangente e differenziabilità
- Teorema del differenziale totale
- Derivate direzionali
- Derivate successive
- Teorema di Schwarz
- Formula di Taylor al secondo ordine
- Matrice Hessiana
- Massimi e minimi liberi
- Punti critici
- Forme quadratiche
- Studio della natura dei punti critici (massimo e minimi locali, punti sella)
- Massimi e minimi vincolati: metodo dei moltiplicatori di Lagrange
- Calcolo integrale per funzioni di più variabili
- integrali di linea
- baricentro e momento di inerzia di una curva
- Integrazione multipla
- Integrali doppi: definizione e calcolo come integrali iterati
- Cambiamento di variabili negli integrali multipli
- Coordinate polari, cilindriche e sferiche
- Integrali tripli
- baricentro e momento di inerzia di aperti in R^2 e R^3
- Campi vettoriali
- Lavoro di un campo vettoriale
- Campi conservativi e potenziali
- Campi irrotazionali
- Condizioni necessarie e sufficienti affinché un campo sia conservativo
Lingua Insegnamento
ITALIANO
Corsi
Corsi
INGEGNERIA MECCANICA
Laurea
3 anni
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Persone
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