Analisi matematica
Prof. Giuseppe Maria Coclite Lezione 1
27/9/22
Insieme dei numeri naturali
N = {0, 1, 2, ...} sistema europeo
N* = N - {0} sistema americano
Insieme dei numeri interi relativi
= {0, ±1, ±2, ±3, ± ., .}
IN ⊊
-1 ∈ - **IN** (**IN ⊊ **)
Insieme dei numeri razionali
= {n/m: n ∈ , m ∈ * }
Insieme dei numeri irrazionali
- Sono quei numeri non razionali ad esempio: π, √2, e, √5, ecc...
Simboli o linguaggio matematico
∀ x,y ∈ ℝ -> x * y, x ∙ y ∈ ℝ
(quantificatore universale)
- e usiamo per *om *
∃ x ∈ ℝ t.c.
- 1 tale che
- ∃!
- esiste un unico
- alzo
- quantificatore universale
Proprietà associativa
∀ x, y, z ∈ ℝ. (x * y) + z = x * (y * z) (λ -> y), z = λ * (y * z)
Proprietà commutativa
∀ x, y ∈ ℝ. x * y = y * x, y * x = x * y
Proprietà distributiva
∀ x, y, z ∈ ℝ. x(y + z) = x * y + x * z
Proprietà di ordinamento totale
∀ x, y ∈ ℝ. x < y ----> y < x
TEOREMA
Il teorema è composto da:
- IPOTESI
- TESI
me nelle dimostrazione per assurdo troviamo:
- IPOTESI ma falso tesi
che pur conduce ad una contraddizione.
ES.
Teorema √2 ∉ ℚ
per assurdo supponiamo che √2 ∈ ℚ quindi
∃ m, m ∈ ℤ t.c. √2 = m/m
Non è restrittivo supporre che m e m siano primi tra loro.
√2 = m/m ⟹ m = m√2 ⟹ m² = m² · 2 ⟹ m² pari ⟹ m pari.
Poiché m è pari ∃ k ∈ ℤ t.c. m = 2k
Quindi
√2 = m/m ⟹ m = 2k⟹ m² = 4k²/2 =2k² ⟹ m² è pari ⟹ m è pari ⟹
∄ m e m non sono primi tra loro. In questo entraendo per [ ]
fine di un'equazione
- Ipotesi del continuo
∀ x, y ∈ ℝ x < y ∃ q ∈ ℚ t.c. x < q < y
Ciò enuncia che in mezzo ad ogni coppia di numeri sappur vi inseriamo in mezzo si trova sempre un numero razionale.
Osservazione
A limitato
⇔
∃ m, M ∈ R, m ≤ M t.c. A ⊆ [m, M]
⇔
∃ M ≥ 0 t.c. A ⊆ [-M, M]
o----------------o-----o----------------o
-M m n M
- A - illimitato superiormente se e solo se A non è limitato superiormente.
Osservazione
A è illimitato superiormente
⇔
∀ M ∈ R ∃ x ∈ A t.c. x > M
- A è illimitato inferiormente se e solo se A non è limitato inferiormente.
Osservazione
A è illimitato inferiormente
⇔
∀ M ∈ R ∃ x ∈ A t.c. x < M
Definizione
Siano A ⊆ R e m, M ∈ R. M è maggiorante di A se e solo se:
∀ x ∈ A: x ≤ M
Invece: m è un minorante di A se e solo se:
∀ x ∈ A: x ≥ m
Coniugato
z ∈ ℂ
z̅ = x - iy
Osservazione
- z ∈ ℝ ⇔ z̅ = z ∈ ℝ
- z̅̅ = z
Proprietà coni̇
- z̅ ∈ ℂ
- z ∈ ℂ z = x + iy̅ = x - iy
- z̅ · z = x^2 + y^2
- (x + iy)(x - iy) = x^2 + y^2
- (x - y)(x + y ) = x^2 - y^2
- z̅ · z ∈ ℝ ⟹ prodotto commutativo
Differenza tra numeri complessi e vettori
Sono molto simili ma i numeri complessi hanno il vantaggio di avere un prodotto commutativo avente un prodotto di soluzioni e proprietà commutative assuntas.
- z̅ · z ∈ ℂ
- ∀z, b ∈ ℂ, b + i = b̅
- ∀z, b̅ ∈ ℂ, (z + z) = (z̅ + z)i
- ∀b, b̅̅ ∈ ℂ, z · z̅
- ∀b, b̅ ∈ ℂ, z2z = z
- ∀b, b̅̅ ∈ ℂ, 2z̅ = z
Esempio
- (z + i) (z - 3i) = z - 3i2, z + z2
- 2i - 3i2 = 2 - 3i2
- z - 6 · μ
- (1, i + 1) (1 - i) = 1 + μ2
- i (i, i) = i(a, mu) + 12
|Z + 3i| > 7
|Z - (3i)| > 7
con il segno > prendiamo l'esterno e la circonferenza ma non l'interno
|z - 3 + 5i| > 2
|Z - (3 - 5i)| > 2
con il segno > non si prende né la circonferenza né l'interno e quindi solo l'esterno
Z̅ Z = |Z|2
(x - iy)(x + y) = 2
x2 - iy2 y = 2 - x2 - (-1)y2
x2 y2 = 2
|Z|2 = 2 , |Z| = √2
|Z| = √x2 + y2 = √2
Funzioni Potenza
x ∈ ℝ x2 = x ⋅ x x3 = x ⋅ x ⋅ x ... xn = (x ⋅ ... ⋅ x) n volte
- x0 = 1
- x2 ⋅ x3 = x2+3 = x5
- (ax)y = axy
- ax ⋅ bx = (ab)x
Funzioni Potenza ad Esponente Intero
n ∈ ℕ f: ℝ → ℝ f(x) = xn
Dom(f) = ℝ n ≠ 0
Im(f) = {{ℝ}+ se n ≠ 0 pari{ℝ}- se n ≠ 0 dispari}
Osservazioni
- Se n è pari ⇒ f non è iniettiva
- n dispari ⇒ f è iniettiva
- n = 0 ⇒ f è costante (*Crescente o Decrescente) ma non strettamente monotona*
- n ≠ 0, n pari ⇒ f è monotona
- n ≠ 0, n dispari ⇒ f è strettamente cresccente
- n pari ⇒ f è pari
- n dispari ⇒ f è dispari
Funzioni Arcoseno, Arcocoseno, Arcotangente, Arcocotangente
Arcoseno
sen
sen non è iniettiva e quindi non possiamo invertire la funzione sen in quanto produce quindi non conveniente eseguire una restrizione tra -π/2 e π/2 per poterla invertire
sen[-π/2; π/2] → R
Im ( sen[-π/2; π/2] ) = [-1; 1]
sen-1 è strettamente crescente
Dispari
sen[-1; 1] → R e sen-1 inversa di sen [-π/2; π/2]
Im ( sen-1 ) [-π/2; π/2]
sen è strettamente crescente, dispari, limitata
Arcocoseno
cos
cos
cos non è iniettiva e quindi non si può invertire per farlo la bisogna prendere la funzione ristretta tra [0, π]
cos|[0, π] → R
Im ( (cos|[0, π]) ) = [0; 1]
a cos : [0; 1 ] → R a cos -1 è inverso di cos|[0, π]
Im ( a cos ) = [0, π]
a cos : [0; 1] → si chiama stretto/
Teorema (unicità del limite)
Sia {an} ⊆ ℝ se {an} è regolare - il suo limite è unico ovvero se esiste è uno solo.
Dimostrazione per assurdo
Supponiamo per assurdo che il limite esista (mostrerò l'irrazio) ma negando la tesi, quindi dicendo che ne esistono almeno 2 (alquanto regge la tesi di partenza).Inseriamo, supponendo che {an} sia regolare e che ammetta due limiti distinti. Abbiamo quattro possibilità:
- ∃ lim an = l1 e ∃ lim an = l2 l1, l2 ∈ ℝ
- ∃ lim an = l ∈ ℝ e ∃ lim an = +∞
- ∃ lim an = l ∈ ℝ e ∃ lim an = -∞
- ∃ lim an = +∞ e ∃ lim an = -∞
Per semplicità consideriamo solo il primo caso (1). Non è restrittivo. Supporre che:
l1 ≠ l2
Scelgo:
ε = l2 - l1 > 0
Per definizione di limite:
- ∃ N1 ∈ ℕ t.c. ∀n ≥ N1 |an - l1| < ε/2 = (l2 - l1)/2
- ∃ N2 ∈ ℕ t.c. ∀n ≥ N2 |an - l2| < ε/2
Definizione
N = max {N1, N2}
Dato che non appena giunto tra N1 e N2 esistono N tale che |an| < (l2 - l1)/2, |an| < l2 - l1
Risulta
∃ N ∈ ℕ t.c. ∀ n ≥ N |an - l1| < (l2 - l1)/2; |an| < l2 - l1
l2 - l1 < an < l2 - l1l2 - l1{a1 - l2} < an < {ε = l2 - l1}
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
-
Analisi 1 e 2 -appunti completi di tutto il programma
-
Appunti Analisi matematica 1 - parte 2
-
Appunti completi di Analisi matematica 2
-
Analisi 1 - Appunti completi