1015123 - ELEMENTI DI ANALISI MATEMATICA 2 A - L

L'obiettivo di questo insegnamento è quello di ampliare le conoscenze di Analisi Matematica già apprese nel corso di Elementi di Analisi Matematica 1 e di contribuire all'acquisizione dei fondamenti logico-matematici dell'Informatica . In particolare gli obiettivi, declinati secondo i descrittori di Dublino, sono i seguenti:

Conoscenza e capacità  di comprensione (knowledge and understanding): lo studente acquisirà alcuni strumenti matematici e scientifici di supporto alle competenze informatiche. In particolare, apprenderà il calcolo integrale per le funzioni reali di una variabile, il calcolo differenziale per le funzioni di più variabili e  il carattere delle serie numeriche e di alcune  serie di funzioni notevoli.

Capacità  di applicare conoscenza e comprensione (applying knowledge and understanding): Lo studente potrà apprezzare l’importanza dell'Analisi Matematica in ambito scientifico e non solo come disciplina fine a se stessa. Sarà in grado di calcolare integrali indefiniti e definiti, di  riconoscere e confrontare le più comuni serie numeriche, di individuare le proprietà analitiche di una funzione di più variabili reali , di applicare le nozioni del calcolo differenziale ai problemi di ottimizzazione e di risolvere alcune equazioni differenziali utili all'elaborazione di modelli matematici.

Autonomia di giudizio ( Making judgements) Lo studente sarà stimolato ad approfondire autonomamente le proprie conoscenze e  a svolgere esercizi sugli argomenti trattati. Sono previste esercitazioni  guidate in cui gli studenti potranno confrontarsi criticamente,  discutere e  individuare le soluzioni corrette degli esercizi.

Abilità comunicative ( Communication skills) La frequenza alle lezioni e la lettura di libri consigliati aiuteranno lo studente nell’utilizzo del linguaggio matematico. Attraverso le esercitazioni  lo studente apprenderà a comunicare in modo chiaro e rigoroso le conoscenze acquisite, sia in forma orale che scritta. . Alla fine del corso lo studente avrà imparato che il linguaggio matematico è utile per comunicare con chiarezza in ambito scientifico.

Capacità di apprendimento ( Learning skills) Lo studente sarà guidato a perfezionare il proprio metodo di studio. In particolare, anche attraverso le esercitazioni,  sarà in grado di  approfondire  autonomamente le proprie conoscenze e di affrontare nuovi argomenti riconoscendo i prerequisiti necessari  per la loro comprensione.

I concetti e i metodi oggetto del corso saranno presentati mediante lezioni frontali in presenza.  Per ogni argomento il docente svolgerà alcuni esercizi . Per sviluppare l’autonomia di giudizio e le abilità comunicative, e per rendere la partecipazione alle lezioni più attiva e fruttuosa, in alcune ore si svolgeranno delle esercitazioni guidate, in cui saranno proposti vari esercizi, anche a risposta multipla. Gli studenti potranno lavorare  singolarmente o in gruppo e confrontarsi.

Il corso è affiancato da attività didattiche integrative, svolte da tutor, in occasione delle quali gli studenti potranno mettersi alla prova svolgendo esercizi ed  esponendo parti del programma .

Se necessario, le lezioni si svolgeranno da remoto.

Gli studenti con disabilità e/o DSA sono invitati a programmare con il docente eventuali misure compensative in base alle specifiche esigenze. Possono anche rivolgersi al docente referente CInAP del DMI.

Per potere frequentare le lezioni in modo proficuo è necessario avere almeno studiato la teoria delle successioni numeriche e il calcolo infinitesimale e differenziale per le funzioni di una variabile.

Per potere sostenere l'esame  occorre in ogni caso avere già superato l'esame di Elementi di Analisi Matematica 1.

La frequenza è di norma obbligatoria (cfr. Regolamento didattico del CdS). Per monitorare e perfezionare la propria preparazione, agli studenti si consiglia  fortemente di frequentare anche le attività integrative e di approfittare delle ore di ricevimento del docente.

1. Integrazione indefinita e definita

Primitive. Integrale indefinito e sue proprietà. Metodi di integrazione indefinita Integrali di particolari classi di funzioni. Cenni sulla misura secondo Peano-Jordan. Integrale definito di Riemann.  Proprietà dell’integrale definito. Funzione integrale. Formula fondamentale del calcolo integrale. Cenni sugli integrali impropri.

2. Equazioni differenziali

Generalità. Problema di Cauchy. Equazioni del primo ordine a variabili separabili. Equazioni lineari. Metodi risolutivi per le equazioni lineari a coefficienti costanti.

3.  Funzioni reali di più variabili reali

Limiti e continuità per una funzione di due o più variabili. Derivate parziali. Differenziabilità.

Ricerca degli estremi assoluti e relativi.

4. Serie numeriche e cenni sulle serie di funzioni

Generalità sulle serie numeriche. Serie a termini di segno costante. Serie assolutamente convergenti. Serie a segni alterni. Proprietà commutativa. Cenni sulle serie di potenze. Sviluppo in serie di alcune funzioni elementari.

Tutti gli argomenti trattati sono indispensabili per acquisire una buona conoscenza della materia e tutti saranno oggetto delle prove d’esame. Per alcuni teoremi non verrà richiesta la dimostrazione. Per conoscere il grado di approfondimento con cui saranno presentati i singoli argomenti si raccomanda di frequentare le lezioni. Sul diario delle lezioni aggiornato su Studium si potrà conoscere in dettaglio quali argomenti sono stati trattati.  Il programma dettagliato sarà disponibile  alla fine del corso

Frequentare regolarmente le lezioni e partecipare attivamente ad esse e alle attività integrative agevoleranno l’apprendimento.

Per la teoria

1. Appunti del docente.

Sul portale Studium verranno pubblicate le dispense che costituiscono il testo ufficiale del corso  Tali appunti sono destinati esclusivamente agli studenti del corso ed è vietato ogni altro utilizzo. 

Per gli esercizi:

2. Materiale fornito dal docente

Verranno inoltre pubblicati dei file contenenti esercizi sugli argomenti trattati nel corso.

 Per ulteriori esercizi si può consultare il testo

3.  P.Marcellini, C. Sbordone, Esercitazioni di Matematica, Vol. 1, parte seconda e Vol. 2 parte prima, Zanichelli.

Sono previste 3 "prove capitolo"  (nel seguito, P.C.), non obbligatorie. La prima si svolgerà nella seconda metà di novembre e riguarderà i primi due capitoli; la seconda si svolgerà subito prima o subito dopo la pausa natalizia e riguarderà il terzo capitolo; l'ultima si svolgerà qualche giorno dopo la fine del corso e riguarderà l'ultimo capitolo.

Per partecipare alle P.C. è necessario prenotarsi. Le modalità di prenotazione verranno comunicate in aula e sul portale Studium.

Le P.C.  si  svolgeranno esclusivamente in aula e avranno la durata di 90 minuti, consisteranno in un elaborato scritto composto da due quesiti teorici (o uno articolato in più punti) , anche a risposta multipla (verrà richiesta una sola dimostrazione) e due esercizi tecnici. 

Entro pochi giorni dalla prova, sarà comunicato l’esito, consistente in un voto (da 18 a 30 e lode) o il giudizio “non superato”.

Gli studenti che superano tutte le tre  P.C.  acquisiranno automaticamente i CFU relativi all’insegnamento, con il voto dato di norma dalla media aritmetica dei voti riportati nelle tre prove.  E' possibile  chiedere di  sostenere un breve colloquio orale per migliorare il voto, ma in tal caso il voto finale potrebbe anche peggiorare. Il voto verrà verbalizzato solo dopo aver effettuato la prenotazione sul portale SmartEdu,  per il primo appello utile.  

Gli studenti che superano almeno due P.C.  potranno sostenere l’esame finale nella prima sessione (febbraio/marzo) sulla parte del programma relativa alle P.C. non superate. Se sceglieranno di presentarsi nelle sessioni successive, dovranno sostenere l’esame su tutto il programma.

Tutti gli altri (ovvero, coloro che hanno superato solo una o nessuna P.C.) sosterranno l’esame finale su tutto il programma in uno qualunque degli appelli disponibili.

L’esame finale è  strutturato  come le P.C. 

Per partecipare all'esame finale è necessario avere effettuato la prenotazione sul portale SmartEdu.

La verifica finale dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere. In tal caso, essa consisterà nello svolgimento di qualche esercizio, seguito da un  colloquio orale.

In ogni caso, le P.C. non potranno essere svolte per via telematica. 

Per l'attribuzione del voto delle singole prove (P.C. e finale) si seguiranno di norma i seguenti criteri:

non approvato: lo studente non ha acquisito i concetti di base e non è in grado di svolgere gli esercizi.
18-23: lo studente dimostra una padronanza minima dei concetti di base, le sue capacità di esposizione e di collegamento dei contenuti sono modeste, riesce a risolvere semplici esercizi.
24-27:  lo studente dimostra una buona padronanza dei contenuti del corso, le sue capacità di esposizione e di collegamento dei contenuti sono buone,  risolve gli esercizi con pochi errori.
28-30 e lode: lo studente ha acquisito tutti i contenuti del corso ed è in grado di esporli compiutamente e di collegarli con spirito critico; risolve gli esercizi in modo completo e senza errori.

Esempi di domande e/o esercizi verranno pubblicati sul portale Studium.