Insegnamento Istituzioni di Matematica Livello e corso di studio Laura Triennale in Ingegneria Civile (L7) Settore scientifico disciplinare (SSD) MAT/05 Anno di corso 1 Numero totale di crediti 6 Propedeuticità Per il corso di “Istituzioni di Matematica”, non sono previste propedeuticità nell’ambito della Laurea Triennale in Ingegneria Civile. Docente Obiettivi formativi Silvia Mataloni Facoltà: Ingegneria Nickname: mataloni.silvia Email: [email protected] (da utilizzare solo per comunicazioni interne e amministrative) Orario di ricevimento: Consultare calendario videoconferenze sul sito d’Ateneo. Il corso è concepito per presentare allo studente gli elementi essenziali della matematica di base. Si vogliono fornire nozioni e capacità di calcolo algebrico, linguaggio matematico di base e primi rudimenti di analisi necessari per consolidare una preparazione adeguata ai percorsi formativi previsti nel corso di laurea. I risultati d’apprendimento attesi sono i seguenti: Conoscenza e capacità di comprensione (knowledge and understanding) - lettura e comprensione di una formula matematica; - capacità di calcolo (espressioni algebriche e polinomiali, equazioni e disequazioni); - conoscenza delle funzioni elementari (polinomi, potenze, esponenziali, logaritmi, trigonometriche); -conoscenza delle successioni (limiti e loro proprietà) Abilità comunicative (communication skills) - sviluppo di un linguaggio scientifico corretto e comprensibile che permetta di esprimere in modo chiaro e privo di ambiguità le conoscenze acquisite Capacità di apprendere (learning skills) - capacità di modellizzare un problema di natura quotidiana in un problema matematico Prerequisiti Nessuno Contenuti del corso Moduli 1- 2 Insiemi, Numeri, Funzioni. Cenni di teoria degli insiemi. Operazioni sugli insiemi. Gli insiemi numerici: naturali, relativi, razionali, reali, complessi. Funzioni: dominio, iniettività, suriettività. Funzioni inverse. Funzioni elementari: lineari, valore assoluto, potenze. Moduli 3-4 Alcuni concetti di base: prodotti notevoli Monomi e Polinomi. Raccoglimento a fattor comune. Differenza di quadrati. Quadrato e cubo di un binomio. Differenza e somma di cubi. Il binomio di Newton. Frazioni algebriche. Divisione fra polinomi. 1 Moduli 5-7 Funzioni elementari: esponenziali, logaritmi, trigonometriche. Teoremi sui triangoli rettangoli. Modulo 8-13 Equazioni e Disequazioni. Equazioni e disequazioni lineari e con valore assoluto. Equazioni e disequazioni di secondo grado e di grado superiore al secondo. Equazioni e disequazioni razionali ed irrazionali. Equazioni e disequazioni esponenziali e logaritmiche. Equazioni e disequazioni trigonometriche. Sistemi di equazioni e di disequazioni. Moduli 14-16 Successioni. Limiti. Nozione di limite. Unicità del limite e teorema della permanenza del segno. Teorema del confronto. Operazioni algebriche sui limiti. Sottosuccessioni. Successioni monotone. Limiti notevoli, il numero e. Moduli 17-18 Serie Definizioni e prime proprietà. La serie geometrica. La serie telescopica. La serie armonica. Le serie a termini positivi. I Teoremi di confronto. I Teoremi della radice e del rapporto. Le serie a segno alterno. Il Teorema di Leibnitz. Le serie assolutamente convergenti. Materiali di studio · Materiali didattici a cura del docente. Metodi didattici Il corso è sviluppato attraverso le lezioni preregistrate audio-video che compongono, insieme a slide e dispense, i materiali di studio disponibili in piattaforma. Sono poi proposti degli esercizi risolti e dei test di autovalutazione, di tipo asincrono, che corredano le lezioni preregistrate e consentono agli studenti di accertare sia la comprensione, sia il grado di conoscenza acquisita dei contenuti di ognuna delle lezioni. Sono altresì disponibili lezioni in web-conference programmate a calendario che si realizzano nei periodi didattici. La didattica si avvale, inoltre, di forum (aule virtuali) disponibili in piattaforma che costituiscono uno spazio di discussione asincrono, dove il docente individua i temi e gli argomenti più significativi dei vari moduli del corso e interagisce con gli studenti iscritti proponendo lo svolgimento di esercizi. Modalità di verifica dell’apprendimento L’esame consiste di norma nello svolgimento di una prova orale e/o scritta tendente ad accertare le capacità di analisi e rielaborazione dei concetti acquisiti. La prova orale consiste in un colloquio tendente ad accertare il livello di preparazione dello studente. La prova scritta prevede esercizi aperti e domande a risposta multipla da svolgere in 90 minuti. Per lo svolgimento degli esami non è consentito l'utilizzo della calcolatrice Criteri per l’assegnazione dell’elaborato finale Programma esteso e materiale didattico di riferimento Lezione 1 Cenni di teoria degli insiemi. Operazioni sugli insiemi. Gli insiemi numerici: naturali, relativi, razionali, reali, complessi. · Funzioni: dominio, iniettività, suriettività. Funzioni inverse. Lezione 2 · Lezione 3 Materiali didattici a cura del docente Materiali didattici a cura del docente Scomposizione in fattori primi, mcm, Mcd, razionalizzazione 2 Materiali didattici a cura del docente Lezione 4 Funzioni elementari: lineari, valore assoluto, potenze e loro proprietà. · Materiali didattici a cura del docente Lezione 5 Operazioni con i numeri complessi. Radici e potenze di un numero complesso · Lezione 6 Materiali didattici a cura del docente Monomi e Polinomi. Raccoglimento a fattor comune. Differenza di quadrati. Quadrato e cubo di un binomio. Differenza e somma di cubi. Il binomio di Newton. · Materiali didattici a cura del docente Lezione 7 Frazioni algebriche. Divisione fra polinomi. · Materiali didattici a cura del docente Lezione 8 Funzioni esponenziali e loro proprietà · Materiali didattici a cura del docente Lezione 9 Funzioni logaritmiche e loro proprietà Materiali didattici a cura del docente Lezione 10 Le funzioni trigonometriche seno coseno e tangente e loro inverse · Lezione 11 Proprietà delle funzioni trigonometriche · Lezione 12 Materiali didattici a cura del docente Sistemi di equazioni e disequazioni. · Lezione 21 Materiali didattici a cura del docente Equazioni e disequazioni trigonometriche. · Lezione 20 Materiali didattici a cura del docente Equazioni e disequazioni esponenziali e logaritmiche · Lezione 19 Materiali didattici a cura del docente Equazioni e disequazioni irrazionali · Lezione 18 Materiali didattici a cura del docente Equazioni e disequazioni razionali · Lezione 17 Materiali didattici a cura del docente Equazioni e disequazioni di grado superiore al secondo. · Lezione 16 Materiali didattici a cura del docente Equazioni e disequazioni di secondo grado · Lezione 15 Materiali didattici a cura del docente Equazioni e disequazioni lineari e con valore assoluto · Lezione 14 Materiali didattici a cura del docente Teoremi sui triangoli rettangoli · Lezione 13 Materiali didattici a cura del docente Materiali didattici a cura del docente Nozione di limite. Unicità del limite. · Materiali didattici a cura del docente 3 Lezione 22 Teorema della permanenza del segno. Teorema del confronto. Lezione 23 Operazioni algebriche sui limiti. · Lezione 24 Materiali didattici a cura del docente Successioni monotone. Il numero e. Materiali didattici a cura del docente Lezione 25 Sottosuccessioni Lezione 26 Limiti notevoli di successioni · Materiali didattici a cura del docente Lezione 27 Definizioni e prime proprietà. La serie geometrica · Lezione 28 La serie telescopica. La serie armonica. Le serie a termini positivi. I Teoremi di confronto · Lezione 29 Materiali didattici a cura del docente I Teoremi della radice e del rapporto · Lezione 30 Materiali didattici a cura del docente Materiali didattici a cura del docente Le serie a segno alterno. Il Teorema di Leibnitz. Le serie assolutamente convergenti · Materiali didattici a cura del docente 4