Dipartimento di Ingegneria e architettura Ingegneria informatica Analisi matematica MAT/05 (12 CFU) – (Ingegneria Informatica) Pds 2023-2024 – I anno

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Insegnamento Analisi Matematica
CFU 12
Settore Scientifico Disciplinare MAT/05
Metodologia didattica

Lezioni frontali/Esercitazioni

Nr. ore di aula 48
Nr. ore di studio autonomo 220
Nr. ore di laboratorio 32
Mutuazione NO
Annualità I
Periodo di svolgimento I e II semestre (insegnamento annuale)
Docente Ruolo SSD docente
Marianna Ruggieri PA MAT/07
Umberto Guarnotta RTD MAT/05
* PO (professore ordinario), PA (professore associato), RTD (ricercatore a tempo determinato), RU (Ricercatore a tempo indeterminato), DC (Docente a contratto).
Propedeuticità NO
Prerequisiti Sono ritenuti basilari per il corso di Analisi Matematica i contenuti svolti nell’ambito del Corso Zero la cui frequenza non è obbligatoria ma vivamente consigliata.
Sede delle lezioni Facoltà di Ingegneria e Architettura
Orario delle lezioni

L’orario delle lezioni sarà pubblicato nell’Agenda WEB della Università degli Studi di Enna Kore:

https://gestioneaule.unikore.it/agendaweb_unikore/index.php?view=easycourse&_lang=it

 

Obiettivi formativi

Coerentemente con gli obiettivi formativi del Corso di Studio previsti dalla scheda SUA-CdS, l’insegnamento si propone di fornire allo studente metodi e tecniche fondamentali dell’Analisi Matematica, con particolare riferimento al calcolo differenziale ed integrale per le funzioni di una o più variabili reali, allo studio di successioni e serie numeriche, alla risoluzione di equazioni differenziali. Ulteriore obiettivo è la preparazione dello studente all’applicazione delle tecniche analitiche alle altre discipline tecnico-scientifiche.

Contenuti del Programma

1.     Lezioni frontali:

N. Argomento tipologia Durata
1. Insiemistica: definizioni, operazioni tra insiemi, prodotti cartesiani. Insiemi numerici: naturali, interi, reali, complessi e loro proprietà. Elementi di calcolo combinatorio. Frontale

 

3h

 

 

 

2. Funzioni reali di variabile reale:

definizioni, iniettività, suriettività, biiettività, funzioni inverse, composizione. Immagine diretta e inversa, restrizione e prolungamento. Estremo superiore e inferiore, il reale ampliato. Monotonia delle funzioni.

Cenni di topologia. Concetto di limite: calcolo e principali proprietà. Il numero di Nepero. Limiti notevoli. Infiniti e infinitesimi. Continuità e risultati principali sulle funzioni continue.

 

Frontale

Sviluppo di esercizi

6h

5h

3. Calcolo differenziale per funzioni reali di variabile reale: Derivazione: significato geometrico, calcolo e risultati principali. Teoremi fondamentali sulle funzioni derivabili. Studio del grafico di funzioni reali di variabile reale e problemi di ottimizzazione. Funzioni derivabili e approssimazione locale; polinomio di Taylor e sue applicazioni.

 

 

 

Frontale

Sviluppo di esercizi

10h

7h

4  

Successioni e Serie: Successioni numeriche monotone. Teorema fondamentale delle successioni monotone. Successione delle medie aritmetiche e geometriche. Convergenza puntuale e uniforme di una successione di funzioni. Criterio di convergenza di Cauchy. Teoremi di continuità, derivabilità. Convergenza puntuale, uniforme e totale per una serie di funzioni. Criteri di Cauchy. Serie numeriche a termini positivi. Carattere di una serie. Criteri di convergenza delle serie. Assoluta convergenza. Serie a termini alterni. Criterio di Leibnitz. Serie di potenze.

 

Frontale

Sviluppo di esercizi

5h

4h

 

5 Calcolo Integrale per funzioni reali di variabile reale: Primitiva di una funzione reale a variabile reale. Definizione di integrale indefinito. Integrazione per decomposizione. Metodo di integrazione per parti. Integrazione delle funzioni razionali fratte. Metodo di integrazione per sostituzione. Definizione di integrale definito. Proprietà dell’integrale definito. Caratterizzazione dell’Integrale e significato geometrico. Proprietà dell’integrale. Teorema della Media. Funzioni Integrali. Teorema fondamentale del calcolo integrale e suo corollario. Integrali Impropri. Estensione della definizione di integrale di Riemann al caso di funzioni non limitate o definite su intervalli illimitati. Teoremi di passaggio al limite sotto il segno d’integrale.

 

Frontale

Sviluppo di esercizi

10h

8h

6 Equazioni Differenziali: Generalità e definizioni, Equazioni e sistemi in forma normale. Problema di Cauchy. Esistenza ed unicità locale e globale per il problema di Cauchy. Equazioni a variabili separabili, Equazioni omogenee. Equazioni lineari del primo ordine. Equazione di Bernoulli. Equazioni differenziali di ordine n a coefficienti costanti.

 

Frontale

Sviluppo di esercizi

8h

5h

7 Funzioni di più variabili: Cenni di Funzioni in più variabili: Definizione di funzione reale di due variabili reali e relativi esempi; operazioni tra le funzioni di due variabili; Elementi di topologia in R^2: intorno di un punto, punto interno, esterno e di frontiera; insiemi aperti e chiusi; punti di accumulazione e punti isolati; insieme limitato, compatto, convesso, connesso per archi; definizione di regione e dominio; Limiti e continuità: definizione di limite di una funzione reale di due variabili, esempi relativi al calcolo di limiti, condizione necessaria per l’esistenza di un limite per una funzione reale di due variabili reali; esempi di non esistenza di limiti. Funzioni continue e loro proprietà: definizione e teoremi di Weierstrass, Heine Cantor e di Esistenza dei valori intermedi. Frontale

Sviluppo di esercizi

6h

3h

Risultati di apprendimento (descrittori di Dublino)

I risultati di apprendimento attesi sono definiti secondo i parametri europei descritti dai cinque descrittori di Dublino.

  1. Conoscenza e capacità di comprensione: Il corso intende fornire agli studenti gli strumenti di base del calcolo differenziale e integrale per funzioni di una variabile reale e le loro applicazioni alla risoluzione di problemi basati su modelli matematici. Al termine del corso gli studenti dovranno conoscere i contenuti teorici, le metodologie proprie dell’analisi matematica e comprendere le problematiche affrontate.
  2. Conoscenza e capacità di comprensione applicate: Al termine del corso gli studenti dovranno sapere applicare in modo consapevole i concetti appresi alla risoluzione di problemi di vario genere anche di tipo applicativo e individuare l’approccio più appropriato alla risoluzione dei problemi proposti. Dovranno sapere argomentare le scelte effettuate.
  3. Autonomia di giudizio: Lo studente dovrà acquisire la capacità di adoperare gli strumenti matematici più idonei alla risoluzione dei problemi affrontati.
  4. Abilità comunicative: Gli studenti dovranno sapere comunicare in modo efficace, pertinente e dimostrare capacità logico – argomentative e di sintesi.
  5. Capacità di apprendere: Il corso prevede che gli studenti acquisiscano, anche in autonomia mediante la consultazione di testi idonei o attraverso gli spunti di riflessione indicati a lezione, le conoscenze matematiche necessarie al proprio percorso di studi.
Testi per lo studio della disciplina

C. D. Pagani, S. Salsa Analisi Matematica I, Ed. Zanichelli (2015).

G. Di Fazio, P. Zamboni, Analisi Matematica Uno. Seconda edizione, Monduzzi Editoriale (2015).

G. Di Fazio, P. Zamboni, Analisi Matematica Due, Monduzzi Editoriale (2008).

S. Salsa, A. Squellati, Esercizi di Analisi Matematica 1, Ed. Zanichelli (2011).

P. Marcellini, C. Sbordone Esercizi di Matematica Vol. 1 Tomo 1, 2, 3 e 4, Liguori (2009).

Metodi e strumenti per la didattica

Il docente utilizzerà lezioni frontali per lo sviluppo degli argomenti teorici previsti nel programma del corso, integrate dallo svolgimento di esercizi finalizzati all’applicazione degli strumenti proposti. Sulla piattaforma informatica di Ateneo è disponibile il materiale utilizzato durante le lezioni, esercizi svolti e da svolgere e prove d’esame.

La frequenza dell’insegnamento è fortemente consigliata ma non obbligatoria.

Modalità di accertamento delle competenze

La modalità d’esame prevede una prova scritta costituita da un quesito teorico, relativo alla teoria sviluppata durante il corso (definizioni, enunciati dei teoremi, esempi e controesempi fondamentali, dimostrazioni dei teoremi indicati), e da 4 esercizi così suddivisi: Studio di funzioni reali di variabile reale, Integrazione di funzioni reali di variabile reale, Equazioni differenziali, Serie di potenze/Studio di domini e di limiti di funzioni in due variabili. Il tempo complessivo a disposizione è di tre ore.

Ad ogni esercizio, correttamente svolto in ogni sua parte, verrà assegnata una valutazione, che sarà espressamente indicata nel testo il giorno della prova, in funzione delle seguenti aree: capacità di applicare le metodologie acquisite durante il corso, capacità di giudizio nell’esprimere commenti alle metodologie applicate e correttezza del risultato ottenuto.

Anche al quesito teorico, correttamente svolto in ogni sua parte, verrà assegnato un punteggio, espressamente indicato nel testo il giorno della prova, in funzione in funzione della capacità di sintesi, delle capacità espositive e della completezza e correttezza degli argomenti trattati.

Per la prova è ammesso l’utilizzo di un formulario ma non di libri e o appunti. Lo studente potrà inoltre utilizzare una calcolatrice NON programmabile.

Per la partecipazione alla prova scritta è richiesta la preventiva prenotazione sul sito di Facoltà. I fogli per l’esecuzione della prova saranno forniti dal docente. Il docente, indicativamente entro 3-4 giorni, pubblicherà gli esiti della prova.

Date di esame

Le date di esame saranno pubblicate nell’Agenda WEB della Università degli Studi di Enna Kore:

https://gestioneaule.unikore.it/agendaweb_unikore/index.php?view=easytest&_lang=it

 

Modalità e orario di ricevimento

Il ricevimento è previsto ogni giorno previo appuntamento concordato via mail con i docenti.

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