Diario del corso di Analisi
Matematica II Anno Accademico 2022/23 --
Laurea Triennale in Ingegneria dell'Edilizia, Laurea Magistrale a ciclo unico
in Ingegneria Edile-Architettura Prof. Carlo Sinestrari (S)
Prof. Guido Maria Lido (L)
Lezione del 27/9/2022 (S): Lezione del 30/9/2022 (S): Lezione del 3/10/2022 (L): Lezione del 4/10/2022 (S): Lezione del 7/10/2022 (S): Lezione del 10/10/2022 (S): Lezione dell'11/10/2022 (S): Lezione del 14/10/2022 (S): Lezione del 17/10/2022 (L): Lezione del 18/10/2022 (S): Lezione del 21/10/2022 (S): Lezione del 24/10/2022 (L): Lezione del 25/10/2022 (S): Lezione del 28/10/2022 (S): Lezione del 31/10/2022 (L): Lezione del 4/11/2022 (S): Lezione del 7/11/2022 (S): Lezione dell'8/11/2022 (S): Lezione dell'11/11/2022 (S): Lezione del 14/11/2022 (L): Lezione del 15/11/2022 (S): Lezione del 18/11/2022 (S):
Lezione del 21/11/2022 (L): Lezione del 22/11/2022 (S): Lezione del 25/11/2022 (S): Lezione del 28/11/2022 (L): Lezione del 29/11/2022 (S): Lezione del 2/12/2022 (S): Lezione del 5/12/2022 (S): Lezione del 5/12/2022 (L): Lezione del 6/12/2022 (S): Lezione del 12/12/2022 (L): Lezione del 13/12/2022 (S):
Lezione del 16/12/2022 (S):
Lezione del 19/12/2022 (L):
Esercizi su integrali tripli.
Semplificazioni negli integrali in presenza di simmetrie nel dominio
e nella funzione integranda, esempi.
Lezione del 20/12/2022 (S):
Lezione del 9/1/2023 (L): Lezione del 10/1/2023 (S): Lezione del 13/1/2023 (S): Lezione del 16/1/2023 (L): Lezione del 17/1/2023 (S): Lezione del 20/1/2023 (S):
Equazioni differenziali ordinarie, esempi, legge di Newton in meccanica.
Problema di Cauchy.
Teorema di esistenza e unicità per il problema di Cauchy. Esistenza
locale e globale, esempi. Comportamento della soluzione agli estremi
dell'intervallo massimale di esistenza. Esistenza in grande per equazioni
lineari. Eqauzioni del primo ordine a variabili separabili, metodo
risolutivo. Esempi.
Esercizi su equazioni a variabili separabili.
Equazioni lineari del primo ordine, metodo risolutivo. Esercizi.
Equazioni lineari di ordine generale.
Gli operatori differenziali lineari sono
applicazioni lineari tra spazi di funzioni.
L'integrale generale di un'equazione omogenea è un sottospazio
di dimensione pari all'ordine dell'equazione (con dim.).
Wronskiano e sue proprietà (senza dim.).
Rappresentazione dell'integrale generale di un'equazione lineare
nel caso non omogeneo.
Metodo per la ricerca esplicita dell'integrale generale nel caso di
un'equazione del secondo ordine omogenea a coefficienti costanti.
Equazione caratteristica, soluzioni nel caso di radici reali.
Caso di radici complesse. Estensione al caso di ordine maggiore di due.
Esempi ed esercizi. Equazioni non omogenee, metodo "di similitudine" per
la ricerca di un integrale particolare.
Metodo di similitudine (continuazione). Esercizi. Metodo della variazine
delle costanti per la ricerca di un integrale particolare. Esempi.
Applicazione dei metodi generali al caso delle equazioni lineari del primo
ordine. Esempi di problemi non di Cauchy. Esercizi.
Esercizi su equazioni differenziali
Richiami sul prodotto scalare e la norma in Rn.
Distanza e intorni sferici. Punti interni, esterni e frontiera di un insieme.
Insiemi aperti e chiusi, esempi.
Punti di accumulazione e punti isolati. Parte interna e chiusura di
un insieme. Insiemi limitati.
Limiti e continuità per funzioni tra spazi a più dimensioni,
definizioni ed esempi.
Esercizi su insiemi aperti/chiusi e su equazioni differenziali.
Teorema di Weierstrass per funzioni di più variabili (senza dim.).
Derivate parziali, definizione ed esempi.
Funzioni di classe C1. Differenziabilità e piano
tangente al grafico.
Le funzioni di classe C1
sono differenziabili
(teorema del differenziale totale), con cenno di dim.
Esempio di funzione derivabile ma non continua.
Differenziabilità in dimensione qualunque. Il linguaggio
degli infinitesimi.
Esempio di calcolo dell'equazione del piano tangente.
Formula di derivazione di funzione composta (con dim.).
Derivate direzionali, definizione e legame con le derivate parziali
Il gradiente descrive la direzione di massima crescita.
Richiami su matrici simmetriche e forme quadratiche. Forme quadratiche
definite, semidefinite e indefinite, legame con le proprietà degli
autovalori. Criteri per il segno di una forma quadratica.
Derivate seconde. Teorema di Schwarz (senza dim).
Calcolo della derivata prima e seconda della restrizione di una funzione lungo
una retta.
Condizione necessaria per un massimo/minimmo locale (con dim.)
Condizione sufficiente per un massimo/minomo locale (dim. rinviata alla
lezione successiva). Esempio di ricerca di estremi locali.
Formula di Taylor del secondo ordine con resto di Peano (senza dim.).
Dimostrazione della condizione sufficiente per un massimo/minimo locale.
Criterio per il segno di una matrice simmetrica 2x2 in base al determinante
e la traccia. Criterio generale nel caso nxn in base al segno dei minori
principali. Esempi.
Insiemi convessi e funzioni convesse in più variabili,
definizione e caratterizzazione con le proprietà
del gradiente e dell'hessiano. Funzioni a valori vettoriali.
Matrice jacobiana. Esercizi su massimi e minimi.
Insiemi di livello e funzioni implicite. Esempi.
Teorema di Dini in due variabili (senza dim).
Punti regolari e retta tangente a un insieme di livello nel piano.
Massimi e minimi vincolati. Criterio dei moltiplicatori
di Lagrange nel piano. Esempio.
Esercizi su massimi e minimi.
Ricerca di massimi e minimi assoluti
su insiemi compatti definiti da vincoli di uguaglianza.
Studio degli estremi vincolati mediante parametrizzazione del vincolo.
Estensione al caso di vincoli di disuguaglianza. Esempi.
Dimostrazione del criterio dei moltiplicatori di Lagrange
in due variabili. Criterio dei moltiplicatori di Lagrange
per funzioni di tre variabili nel caso di un vincolo e nel
caso di due vincoli (senza dim.). Esercizi su massimi e
minimi vincolati su un insieme compatto definito da due
vincoli di disuguaglianza.
Esercizi su insiemi di livello e massimi e minimi vincolati.
Esercizi su massimi e minimi vincolati. Costruzione e proprietà
dell'integrale di Riemann per funzioni di due variabili (senza dim).
Formule di riduzione per integrali doppi definiti su rettangoli
(senza dim.). Esempi. Domini normali.
Domini normali, esempi. Formule di riduzione per integrali su
domini normali (senza dim.). Esercizi.
Esercizi su integrali doppi in domini normali.
Legame tra il determinante e l'area del parallelogramma.
Misura di insiemi piani e integrali. Esempi. Integrabilità
di funzioni continue su insiemi misurabili (senza dim.).
Formula di cambio di variabile negli integrali doppi (senza dim)
motivazione intuitiva e interpretazione del determinante jacobiano
come fattore di proporzionalità tra le aree.
Coordinate polari nel piano. Baricentro di insiemi. Esempi ed esercizi.
Esercizi su integrali doppi.
Esercizi su integrali doppi.
Esempio di funzione non integrabile e di insieme misurabile.
Integrali tripli e misura di insiemi in R3.
Formule di riduzione per fili e per strati. Esempi.
Esercizi su integrali doppi e tripli.
Esercizi su integrali tripli.
Esercizi su integrali tripli.
Integrali impropri in più variabili (cenni).
Integrale di una potenza negativa della norma in un intorno dell'origine.
Calcolo dell'integrale della gaussiana sulla retta mediante
gli integrali doppi. Teorema di Gulidno sul volume dei solidi
di rotazione (con dim.).
Esercizi su integrali tripli.
Curve parametriche, definizione ed esempi. Curve regolari, retta tangente.
Curve equivalenti. Lunghezza di un arco di curva, definizione e legame
con l'approssimazione mediante poligonali.
Esempio di calcolo di retta tangente e lunghezza. Campi vettoriali.
Campi conservativi, potenziale. Cami irrotazionali. Un campo conservativo
è irrotazionale (con dim.). Un coampo irrotazionale definito ovunque,
o su un rettangolo, è conservativo (con dim.).
Metodo di calcolo del potenziale. Integrali curvilinei
di campi vettoriali. L'integrale di un campo conservativo è
pari alla differenza di potenziale agli estremi (dim. rinviata
alla lezione successiva).
Esercizi su curve e campi vettoriali.
L'integrale di un campo conservativo è
pari alla differenza di potenziale agli estremi (dimostrazione).
Corollario: l'integrale di un campo conservativo dipende solo
dal punto iniziale e finale, ed è nullo su una curva chiusa.
Esempio di campo irrotazionale non conservativo.
Integrale curvilineo di funzioni, definizione.
Invarianze degli integrali curvilinei rispetto a curve
equivalenti. Esercizi.
Richiami sul prodotto vettoriale.
Superfici paramteriche in
R3, definizione.
Punti regolari, piano tangente e versore normale.
Area di una superficie, integrali di superficie di funzioni.
Flusso di un campo vettoriale attraverso una superficie.
Divergenza e rotore di un campo vettoriale.
Teorema della divergenza in R3 (senza dim.).
Teorema di Stokes in R3. (senza dim.).