Sessione straordinaria 2008 Liceo sperimentale Soluzione di Nicola De Rosa
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Sessione straordinaria 2008 Liceo sperimentale Soluzione di Nicola De Rosa
PROBLEMA1
Punto 1 ( ) ( )
= − −
2
Studiamo la funzione f x 2 2 x x 1
] ] [ [
• − ≥ ⇒ ∈ − ∞ − ∪ +∞
2
Dominio: x 1 0 x , 1 1
, − = =
x
2 0 x 2
( ) ( )
• = − − = ⇒ ⇒
2
Intersezioni asse ascisse: da cui
f x x x
2 2 1 0 = ±
− =
2 x 1
x 1 0
deduciamo che le intersezioni con l’asse delle ascisse sono tre;
• =
Intersezioni asse ordinate: non ve ne sono in quanto non appartiene al dominio;
x 0
• Eventuali simmetrie: la funzione non è né pari né dispari;
( )
− > <
2 0
x 2
x ] [ ] [
( )
• ⇒ ⇒ ∈ − ∞ − ∪
> ⇒ ( )
Positività: ;
0 , 1 1
, 2
f x x
< − ∨ >
− >
2 1 1
x x
1 0
x ( ) ( )
= =
• lim f x 0
, lim f x 0 ;
Asintoti verticali: non ve ne sono in quanto − +
→ − →
x 1 x 1
( )
• = ∞
∓
Asintoti orizzontali: non ve ne sono in quanto lim f x ;
→ ±∞
x ( )
f x = −∞
• lim ;
Asintoti obliqui: nemmeno esistono in quanto → ±∞ x
x
• Crescenza e decrescenza: la derivata prima è
( )
⎡ ⎤ − + +
2
( ) ( ) x x x
2 2 2 1
= − − + − ⋅ =
2
⎢ ⎥
f x x x per cui, tenendo conto del
' 2 1 2 − −
⎣ ⎦
2 2
x x
1 1
] ] [ [
∈ − ∞ − ∪ +∞
dominio si ha
x , 1 1
,
+
( ) 1 3
> ⇒ < <
f ' x 0 1 x 2 +
( ) 1 3
< ⇒ < − ∨ >
f ' x 0 x 1 x 2
+
( ) 1 3
= ⇒ =
f ' x 0 x 2
Dal segno della derivata prima deduciamo che la funzione presenta un massimo relativo
( )
⎛ ⎞
+
+ 1 3 3
1 3 ⎜ ⎟
= ⋅ −
= , 3 3
x , M . Inoltre si deduce che la funzione non è
all’ascissa 4
⎜ ⎟
2 4
2 ⎝ ⎠
= ±
x 1 .
derivabile in ( )
− + −
3
( ) 2 2 x 3 x 2
• =
Concavità e convessità: la derivata seconda della funzione è , per
f ' ' x ( ) 3
−
2
x 1 2
( ) = − + =
3
cui ci saranno flessi se g x 2 x 3 x 2 0 . Per risolvere l’equazione cubica possiamo
2
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+ + =
3
x px q . Il
avvalerci del metodo di Cardano per le equazioni cubiche del tipo 0
2 3 3
q p = − =
Δ = + p , q 1 vale
e nel caso in esame, con
discriminante dell’equazione è 2
4 27
1
Δ = e secondo i risultati del metodo di Cardano l’equazione ammette un’unica radice
8
reale e due soluzioni complesse e coniugate. La soluzione reale è
2 3 2 3
q q p q q p 1 2 1 2
= − + + + − − + = − + + − − ≅ −
x 1
.
476 , per cui la
3 3
3 3
2 4 27 2 4 27 2 4 2 4
( )
= −
F 1 . 476
, 7 . 547
funzione presenterà un flesso a tangente obliqua nel punto .
Il grafico è di seguito presentato:
Punto 2
Il volume richiesto è ( ) ( )
2 2 2
( ) ( )
∫ ∫ ∫
π π π
= = − − = − + + − =
2
2 2 4 3 2
4 2 1 4 4 3 4 4
V f x dx x x dx x x x x dx
1 1 1
2
⎡ ⎤ ⎡ ⎤
⎛ ⎞ ⎛ ⎞
5 32 1
x
π π =
= − + + − = − + + − − − + + −
⎜ ⎟ ⎜ ⎟
4 3 2
⎢ ⎥ ⎢ ⎥
4 2 4 4 16 8 8 8 1 1 2 4
x x x x ⎝ ⎠ ⎝ ⎠
⎣ ⎦
⎣ ⎦
5 5 5
1
π
⎛ ⎞
8 9 4
π
= − + =
⎜ ⎟
4 ⎝ ⎠
5 5 5
Punto 3 ( ) ( )
= = −
I punti A e B hanno coordinate A 2
, 3 , B 2
, 3 . Il rettangolo inscritto nel segmento
iperbolico è di seguito presentato: 3
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( )
∈ , sono
I vertici del rettangolo, posto x 1
, 2
)
( −
2
C x , x 1 )
( − −
2
D x , x 1
)
( − −
2
E 2
, x 1
)
( −
2
F 2
, x 1 ( )
= = − = = −
2
CD FE 2 x 1
, CF DE 2 x . Di conseguenza l’area del
cui corrispondono i lati
( ) ( ) ( )
= ⋅ = − ⋅ − = − −
2 2
S x CD CF 2 x 1 2 x 2 2 x x 1 cioè è pari alla funzione discussa
rettangolo è +
1 3
= .
al Punto 1 ed assume, secondo quanto già trovato, un massimo relativo all’ascissa x 2
( )
⎛ ⎞
+
1 3 3
⎜ ⎟ = ⋅ −
S 3 3
Quindi l’area massima vale . I vertici del rettangolo di area massima
4
⎜ ⎟
2 4
⎝ ⎠
sono: ⎞
⎛ +
1 3 3 ⎟
⎜ ,
C 4 ⎟
⎜ 2 4 ⎠
⎝ ⎞
⎛ +
1 3 3 ⎟
⎜ −
,
D 4 ⎟
⎜ 2 4 ⎠
⎝ ⎞
⎛ 3 ⎟
⎜ −
2
,
E 4 ⎟
⎜ 4 ⎠
⎝ ⎞
⎛ 3 ⎟
⎜ 2
,
F 4 ⎟
⎜ 4 ⎠
⎝
Punto 4 = ± −
2
L’equazione dell’iperbole in forma implicita è y x 1 ; il lato della sezione esagonale
regolare scaturita dall’intersezione della sezione iperbolica di base con un piano parallelo ad AB è
( )
= − ∈
2
2 y 2 x 1 con ; di conseguenza l’area dell’esagono regolare, essendo formato da 6
x 1
, 2 4
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( ) ( )
( ) ( )
3 3 3
= − = ⋅ = ⋅ − = −
2 2 2
2
triangoli equilateri di lato 2 y 2 x 1 , è S x 6 l x 4 x 1 6 3 x 1 .
4 2
( ) otteniamo un volume pari a
Integrando tale area in 1
, 2 2
⎡ ⎤ ⎡ ⎤
( ) ⎛ ⎞ ⎛ ⎞
2 3
x 8 1 4
∫
= − = ⋅ − = ⋅ − − − = ⋅ =
⎜ ⎟ ⎜ ⎟
2 ⎢ ⎥ ⎢ ⎥
V 6 3 x 1 dx 6 3 x 6 3 2 1 6 3 8 3 .
⎠ ⎝ ⎠
⎝
⎣ ⎦
⎣ ⎦
3 3 3 3
1 1
PROBLEMA2
Punto 1 = ±
Per studiare la continuità della funzione nei punti

La prova svolta di matematica per la maturità 2008, sessione straordinaria, liceo scientifico sperimentale PNI.
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