Corso di Analisi Matematica II
per i Corsi di Laurea in Ingegneria
Medica e Civile ed Ambientale

A.A. 2024/2025



Prof. D. Bartolucci
DIPARTIMENTO DI MATEMATICA
STUDIO 1107, PIANO 1 CORRIDOIO A1
Tel: 0672594689
E-mail: bartoluc (at) mat.uniroma2.it

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AVVISO: Riceveranno risposta solo le e-mail firmate con NOME e COGNOME




Lunedì Martedì Giovedì Venerdì
11:30 - 13:15 14:00 - 15:45 11:30 - 13:15 11:30 - 13:15
AULA B2
AULA C1 AULA 6
AULA C1

Le lezioni si svolgeranno dal 23/09/2024 al 17/01/2025



Ricevimento

Lunedì Giovedì Venerdì
13:00 - 14:00 13:00 - 14:00 13:00 - 14:00
AULA B2 AULA 6 AULA C1

Per il ricevimento, dalla fine delle lezioni e per tutto il resto dell' a.a. 24/25, contattare il docente via mail o chat teams.



Programma del corso

SEGUE IL PROGRAMMA INDICATIVO, SI CONSIGLIA TUTTAVIA DI FARE RIFERIMENTO AL DIARIO DELLE LEZIONI E AL MATERIALE DIDATTICO
nella cartella File del canale Generale del Team (BARTOLUCCI-8037834-ANALISI_MATEMATICA_II).


FUNZIONI DI PIÙ VARIABILI

- Prodotto scalare, norma e distanza in Rn, intorni sferici. Punti interni, di frontiera, di accumulazione. Insiemi aperti, chiusi. Parte interna e chiusura di un insieme. Successioni in Rn, insiemi compatti, teorema di Bolzano-Weierstrass, teorema di Heine-Borel. Limiti e continuità per funzioni di più variabili. Funzioni continue su un compatto: teoremi di Weierstrass e di Heine-Cantor. Insiemi connessi per archi, teorema degli zeri.

- Derivate direzionali e parziali, gradiente, regole di derivazione. Esempio di funzione derivabile ma non continua. Differenziabilità e piano tangente al grafico. Proprietà delle funzioni differenziabili, teorema del differenziale totale, funzioni di classe C1. Derivate di ordine superiore, teorema di Schwarz. Sviluppo di Taylor di ordine due. Formula di derivazione della funzione composta.

- Punti di estremo libero, punti critici, condizioni necessarie e sufficienti per un massimo o minimo in base alle proprietà del gradiente ed hessiano.

- Teorema del Dini (o della Funzione Implicita) in R2. Punti regolari e retta tangente agli insiemi di livello di una funzione di due variabili (curva cartesiana). Massimi e minimi vincolati, moltiplicatori di Lagrange in due variabili e in tre variabili. Applicazione allo studio di massimi e minimi assoluti di una funzione su un insieme compatto definito da vincoli di disuguaglianza. Teorema del Dini (o della Funzione Implicita) per funzioni da R3 in R2  Funzioni convesse, definizioni e proprietà.

INTEGRALI DOPPI E TRIPLI

- Integrale di Riemann su rettangoli e su insiemi generali, definizione e proprietà, formule di riduzione. Esempio di una funzione non integrabile.

- Misura di Peano-Jordan. Esempio di un insieme non misurabile. Proprietà della misura, equivalenza tra misurabilità e misura nulla della frontiera. Esempi di insiemi di misura nulla e di insiemi misurabili.

- Integrabilità di funzioni continue su un insieme misurabile. Domini semplici (insiemi normali) e formule di riduzione. Cambiamento di variabili negli integrali doppi, determinante Jacobiano.

- Integrali tripli, definizione e tecniche di calcolo. Cambiamento di variabili negli integrali tripli. Esempi di integrali impropri. Calcolo dell'integrale di exp(-x2) sulla retta.

CURVE, SUPERFICI E CAMPI VETTORIALI

- Curve parametriche, definizioni e proprietà. Curve di Jordan, curve regolari, regolari a tratti, retta tangente. Cambio di parametro, curve equivalenti. Lunghezza di una curva, ascissa curvilinea. Integrali curvilinei di funzioni (di prima specie).

- Campi vettoriali, forme differenziali e loro integrali curvilinei (di seconda specie). Campi vettoriali conservativi e irrotazionali e loro proprietà, funzione potenziale. Esempio di un campo irrotazionale e non conservativo. Formule di Gauss-Green nel piano, teoremi della divergenza e del rotore (di Stokes) nel piano. Insiemi semplicemente connessi (cenni). Campi irrotazionali in insiemi semplicemente connessi. Caratterizzazione delle forme differenziali esatte su insiemi stellati e su insiemi semplicemente connessi in R2. Classificazione delle forme differenziali chiuse in R2/(0,0).
Caratterizzazione delle forme differenziali esatte su insiemi stellati in R3.

- Superfici parametriche in R3, bordo di una superficie, piano tangente e versori normali. Area di una superficie, integrali di funzioni su superfici. Superfici di rotazione. Orientazione, flusso di un campo vettoriale. Analisi vettoriale in R3, rotore e divergenza. Formule di Gauss-Green, teorema della divergenza e teorema di Stokes in R3. Formule di integrazione per parti e formule di Green. Campi vettoriali solenoidali (a divergenza nulla), esistenza del potenziale  vettore in un parallelepipedo.

SERIE NUMERICHE

- Successioni numeriche di Cauchy (successioni fondamentali).  Serie numeriche, definizione di convergenza. Prime proprietà, condizione necessaria di convergenza. La serie geometrica e le sue proprietà.

- Criterio integrale di convergenza, serie armonica. Serie a termini positivi: criterio del confronto, del confronto asintotico, criterio del rapporto e della radice.

- Serie a termini di segno variabile, criterio di convergenza assoluta, criterio di Leibniz, criterio di Dirichlet.

SUCCESSIONI E SERIE DI FUNZIONI

- Successioni di funzioni, convergenza puntuale e uniforme. Continuità del limite uniforme di funzioni continue. Passaggio al limite sotto il segno di integrale in caso di convergenza uniforme.

- Serie di funzioni, convergenza puntuale e uniforme. Criterio di convergenza totale. Serie di potenze: raggio di convergenza, convergenza totale e uniforme di una serie di potenze nei sottoinsiemi compatti dell'intervallo di convergenza. Integrazione e derivazione per serie. Teorema di Abel. Serie di Taylor.

EQUAZIONI DIFFERENZIALI ORDINARIE

- Il problema di Cauchy per equazioni e sistemi di equazioni differenziali ordinarie. Teorema di esistenza e unicità locale. Teorema di esistenza e unicità globale. Il Lemma di Gronwall.

- Equazioni e sistemi di equazioni differenziali ordinarie lineari. Caratterizzazione delle soluzioni nel caso omogeneo e nel caso non omogeneo.


FINE PROGRAMMA INGEGNERIA MEDICA

FUNZIONI DI VARIABILE COMPLESSA

- Esponenziale, logaritmo e funzioni trigonometriche nel campo complesso. Derivabilità in senso complesso, funzioni olomorfe, equazioni di Cauchy-Riemann, esempi di funzioni olomorfe.

- Integrali di funzioni complesse, definizione ed esempi. Funzioni primitive, teorema fondamentale del calcolo per funzioni complesse.

- Serie di potenze complesse, sviluppabilità in serie delle funzioni olomorfe. Singolarità isolate e loro classificazione, serie di Laurent. Teorema dei residui e applicazioni al calcolo di integrali impropri reali.

TRASFORMATA DI LAPLACE, SERIE E TRASFORMATA DI FOURIER

- Trasformata di Laplace: definizione ed esempi. Inversione della trasformata di Laplace. Trasformata di funzioni polinomiali, esponenziali e trigonometriche. Formula della trasformata di Laplace di una derivata. Antitrasformata di una funzione razionale mediante decomposizione in fratti semplici. Applicazione allo studio di equazioni differenziali ordinarie.

- Serie di Fourier: definizione. Proprietà di convergenza puntuale della serie nel caso di funzioni regolari a tratti. Soluzione del problema di Cauchy per l'equazione delle onde e del calore su un intervallo mediante sviluppo in serie di Fourier.

- Trasformata di Fourier: definizione, esempi e formula di inversione. Trasformata di Fourier di una derivata. Prodotto di convoluzione, trasformata di Fourier di un prodotto di convoluzione. Trasformata di Fourier della funzione gaussiana.




Libri di testo e materiale didattico

  • [BDG] M. Bertsch, R. Dal Passo, L. Giacomelli. Analisi Matematica,  Seconda Edizione,
    McGraw-Hill (2011)

  • [B] D. Bartolucci, Appunti del corso

  • [FMS] N. Fusco, P. Marcellini, C. Sbordone. Analisi Matematica due, 
    Liguori Editore (1996)

  • [MS] P. Marcellini, C. Sbordone. Esercitazioni di Matematica,  2o Volume, Parte Seconda,
    Liguori Editore (1995)

  • SI CONSIGLIA VIVAMENTE DI FARE RIFERIMENTO AL DIARIO DELLE LEZIONI E AL MATERIALE DIDATTICO
    nella cartella File del canale Generale del Team (BARTOLUCCI-8037834-ANALISI_MATEMATICA_II).




Esami

Regolamento dell'esame scritto.
Si supera la prova scritta se si ottiene 18/30 all'esame scritto. È obbligatoria la prenotazione all'esame (tramite il portale Delphi).
Durante gli esami non si possono usare libri, appunti, formulari, calcolatrici o altri strumenti elettronici e i cellulari devono essere rigorosamente spenti.

Regolamento dell'esame orale:
Non occorre prenotarsi. L'esame orale deve essere sostenuto nella stessa sessione dello scritto, ma non necessariamente nello stesso appello. In caso contrario, occorre rifare lo scritto.
Se uno studente viene bocciato all'orale, deve rifare anche lo scritto.


Date degli Esami


PRIMO APPELLO 31/01/2025
SECONDO APPELLO 18/02/2025
TERZO APPELLO 20/06/2025
QUARTO APPELLO 16/07/2025
QUINTO APPELLO 05/09/2025
SESTO APPELLO 19/09/2025