Obiettivi formativi
Al termine del percorso di insegnamento lo studente dovrà aver acquisito conoscenze e competenze di base del calcolo differenziale ed integrale per funzioni di una variabile reale; dovrà inoltre essere in grado di comprendere come queste posso essere applicate alla risoluzione di problemi concreti e di maneggiarle agevolmente anche in relazione ad altri ambiti della matematica. In particolare lo studente dovrebbe:
1) avere familiarità con il concetto di funzione convessa, anche in relazione al grado di regolarità della funzione stessa; avere una solida conoscenza della teoria dell’integrabilità secondo di Riemann, eventualmente generalizzato, e saperla inoltre applicare al calcolo di integrali. Conoscere i vari criteri di convergenza per serie numeriche e comprendere il rapporto con integrali generalizzati. Conoscere il concetto di uniforme continuità e le sue conseguenze (solo MAT). Saper gestire la risoluzione di equazioni differenziali ordinarie lineari del primo e second’ordine e dei problemi di Cauchy associati (solo FIS) (Conoscenze e capacità di comprensione)
2) applicare, attraverso le numerose esercitazioni svolte in aula, le conoscenze teoriche acquisite alla risoluzione di problemi concreti anche di media elaborazione. Comprenderne l’applicabilità ad altri ambiti della matematica (Capacità di applicare conoscenza e comprensione)
3) valutare la coerenza e la correttezza dei risultati ottenuti; analizzare le strategie risolutive appropriate per gli esercizi proposti, in base al bagaglio di conoscenze che ritiene di possedere (Autonomia di giudizio)
4) utilizzare un linguaggio formalmente corretto che permetta di comunicare in modo chiaro, preciso e conciso i contenuti del programma svolto. Lezioni frontali e confronti diretti con il docente favoriranno l'acquisizione da parte dello studente di un lessico scientifico specifico ed appropriato (Capacità comunicative)
5) approfondire autonomamente le proprie conoscenze, partendo da quelle basilari fornite nel corso, al fine di poter gestire appropriatamente ed efficacemente l’uso di ulteriori strumenti e concetti dell’analisi matematica, sia nei corsi successivi che nello studio individuale (Capacità di apprendimento)
Prerequisiti
Analisi matematica 1 (1° Modulo)
Contenuti dell'insegnamento
Convessità e calcolo integrale per funzioni di una variabile, serie numeriche.
Programma esteso
Convessità: Funzioni convesse, monotonia dei rapporti incrementali, relazione tra convessità, derivata prima e segno della derivata seconda
Integrali: Partizioni di un intervallo; somme superiori ed inferiori, funzioni integrabili in un intervallo, integrabilità di funzioni continue (no dim. per FIS) e di funzioni monotone; interpretazione geometrica dell'integrale; proprietà degli integrali; teorema della media integrale; integrali su intervalli orientati; teorema fondamentale del calcolo integrale; primitive, integrali indefiniti; integrazione per parti e per sostituzione; integrali di funzioni razionali.
Serie numeriche: Serie convergenti, divergenti, indeterminate; serie a termini positivi: criterio di confronto, del rapporto, della radice; serie assolutamente convergenti; serie a termini di segno alterno, criterio di Leibniz; esempi: serie geometrica, serie telescopiche, serie armonica generalizzata e serie armonica a segni alterni.
Integrali generalizzati: Definizioni per intervalli limitati e per intervalli illimitati; funzioni sommabili; criteri di convergenza; criterio dell'integrale per le serie numeriche.
Complementi (per MAT e FIS):
Insiemi numerabili e più che numerabili, non numerabilità dei numeri reali.
Complementi (solo per MAT): funzioni uniformemente continue; teorema di Heine-Borel; dimostrazione dell'integrabilita' delle funzioni continue.
Complementi (solo per FIS): Equazioni differenziali: ordine di un'equazione differenziale, problema di Cauchy; risoluzione delle equazioni del primo ordine lineari e a variabili separabili; risoluzione delle equazioni lineari del secondo ordine a coefficienti costanti, metodo di variazione delle costanti arbitrarie.
Bibliografia
E. Acerbi, G. Buttazzo: Primo corso di Analisi Matematica, Ed. Pitagora, 1997.
E. Acerbi, G. Buttazzo: Analisi matematica ABC, Ed. Pitagora, 2000.
M. Bramanti, C.D. Pagani, S. Salsa: Analisi Matematica 1, Ed. Zanichelli, 2008.
M. Giaquinta, L. Modica, Analisi Matematica 1, vol. 1 & 2, Ed. Pitagora, 1998.
E. Giusti, Analisi matematica vol.1, Ed. Boringhieri, 2002.
Metodi didattici
Il corso prevede 5 ore di didattica frontale a settimana. Durante le lezioni frontali, tenute in modalità tradizionale, alla lavagna, gli argomenti verranno presentanti in modo rigoroso. Privilegiato sarà sempre il confronto con gli studenti, anche al fine di far emergere eventuali lacune pregresse sui temi trattati e tentare prontamente di recuperarle. Settimanalmente alcune ore di lezione saranno dedicate allo svolgimento di esercizi. Queste ore avranno lo scopo di mostrare allo studente le applicazioni dei risultati teorici e di aiutarlo a comprenderne l'importanza. Con cadenza settimanale, come parte dello studio individuale. verrà caricato sul portale elly un file con vari esercizi da svolgere e semplici dimostrazioni, omesse in classe, da completare. Le ore di esercitazione saranno dedicate alla risoluzione dettagliata di esercizi tratti dalle dispense delle settimane precedenti, ritenuti significativi o richiesti dagli studenti.
Modalità verifica apprendimento
La verifica dell'apprendimento avviene in due fasi. La prima consiste nella valutazione di un elaborato scritto nel quale lo studente dovrà dimostrare di sapere applicare le conoscenze, risolvendo esercizi senza l’aiuto di libri e appunti. La prova è superata se lo studente raggiunge un punteggio non inferiore a 15 e il voto massimo della prova è 30. La soluzione della prova sarà uploadata sul portale elly non appena terminata la stessa; gli svolgimenti saranno corretti in giornata e i voti comunicati non appena possibile. Per gli studenti che avranno superato i due compiti parziali previsti nel primo Modulo dell’insegnamento, la prova scritta sarà relativa solo programma del secondo Modulo e il voto finale della prova scritta sarà la media dei voti dei test parziali. Per tutti gli altri studenti, verterà su tutto il programma dei due Moduli. Il superamento della prova scritta permette allo studente di sostenere la prova orale, che riguarderà il programma svolto a lezione e consisterà principalmente di domande teoriche (definizioni, teoremi, dimostrazioni); lo studente dovrà dimostrare la conoscenza e comprensione del programma dell’insegnamento utilizzando un formalismo matematico corretto e una proprietà di linguaggio adeguata. Il voto finale sarà dato da una media pesata dei due voti. Lo scopo di questo tipo di valutazione della prestazione dello studente è quello di tentare di valutare in modo affidabile il livello di raggiungimento dei risultati di apprendimento attesi sopra esposti, in particolare i punti da 1) a 4).
Altre informazioni
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Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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