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CONICHE: parabola..., Dispense di Matematica Generale

Appunti universitari delle coniche con gli esercizi di esame svolti

Tipologia: Dispense

2020/2021

In vendita dal 13/03/2021

Ghil1.
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CONICHE
Teoria tridimensionale
La teoria delle coniche si sviluppa nella seconda metà del IV secolo a.C. ad opera di Menecmo (350
a.c) (Euclide) e successivamente di Apollonio (225 a.c.) Le coniche, ottenute come sezioni piane di un
cono, sono studiate inizialmente nello spazio in quanto curve "solide".
Menecmo
Nella teoria di Menecmo-Euclide (300 a.C. circa) i coni sono retti (ottenuti per rotazione di un
triangolo rettangolo attorno a un cateto) e tagliati con piani perpendicolari a una generatrice.
Lo svincolo è il piano secante è perpendicolare ad una generatrice (ipotenusa del triangolo che
ruota). La proprietà caratteristica è indicata dai geometri greci con il termine "sintomo".
Euclide, ELEMENTI, Libro XI, definizioni 18, 19, 20.
Quando un triangolo ruota intorno a un cateto fissato fino a ritornare nella posizione in cui era
partito la figura così racchiusa è un CONO. Se il segmento che rimane fisso è uguale all’altro lato
dell’angolo retto che è ruotato il cono sarà RETTANGOLO ; se è minore all’altro lato dell’angolo retto
che è ruotato il cono sarà OTTUSANGOLO ; se è maggiore all’altro lato dell’angolo retto che è
ruotato il cono sarà ACUTANGOLO.
Apollonio, Coniche (225 a.C.)
Se da un certo punto si traccia alla circonferenza di un cerchio non situato nello stesso piano del
punto una retta (prolungata da una parte e dall’altra) e sempre stando fisso il punto la retta ruotante
lungo la circonferenza riprende la posizione da cui ha iniziato a muoversi, io chiamo SUPERFICIE
CONICA quella che descritta dalla retta è composta da due superfici opposte nel vertice dove
ciascuna cresce verso l’infinito.
Nella teoria di Apollonio i coni sono obliqui. L'inclinazione del piano secante determina il tipo di
sezione.
Ellisse: quando il piano secante incontra entrambe le generatrici contenute nel piano assiale (lati del
triangolo assiale)
Parabola: quando il piano secante è parallelo a uno dei lati del triangolo per l’asse non coincidenti
con la sua base.
Iperbole: quando il piano secante interseca un lato del triangolo per l'asse e il prolungamento
dell'altro, si ottiene l'iperbole.
Problema
- Per i biscotti al cioccolato ‘Baker Boys’ vale la seguente relazione tra prezzo e domanda:
- P: prezzo all’ingrosso in euro per scatola di biscotti x= P-12/3
- x : n° di migliaia di scatole vendute per settimana Ricavo : (prezzo di una scatola)x (n° scatole
vendute)
- Dalla formula precedente si ricava 3x=12-P e quindi P =12-3x.
- La funzione ricavo (in migliaia di euro) è data da R(x) = x(12-3x) = -3x2 +12x
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CONICHE

Teoria tridimensionale La teoria delle coniche si sviluppa nella seconda metà del IV secolo a.C. ad opera di Menecmo ( a.c) (Euclide) e successivamente di Apollonio (225 a.c.) Le coniche, ottenute come sezioni piane di un cono, sono studiate inizialmente nello spazio in quanto curve "solide".

Menecmo Nella teoria di Menecmo-Euclide (300 a.C. circa) i coni sono retti (ottenuti per rotazione di un triangolo rettangolo attorno a un cateto) e tagliati con piani perpendicolari a una generatrice. Lo svincolo è il piano secante è perpendicolare ad una generatrice (ipotenusa del triangolo che ruota). La proprietà caratteristica è indicata dai geometri greci con il termine "sintomo".

Euclide, ELEMENTI, Libro XI, definizioni 18, 19, 20. Quando un triangolo ruota intorno a un cateto fissato fino a ritornare nella posizione in cui era partito la figura così racchiusa è un CONO. Se il segmento che rimane fisso è uguale all’altro lato dell’angolo retto che è ruotato il cono sarà RETTANGOLO ; se è minore all’altro lato dell’angolo retto che è ruotato il cono sarà OTTUSANGOLO ; se è maggiore all’altro lato dell’angolo retto che è ruotato il cono sarà ACUTANGOLO.

Apollonio, Coniche (225 a.C.) Se da un certo punto si traccia alla circonferenza di un cerchio non situato nello stesso piano del punto una retta (prolungata da una parte e dall’altra) e sempre stando fisso il punto la retta ruotante lungo la circonferenza riprende la posizione da cui ha iniziato a muoversi, io chiamo SUPERFICIE CONICA quella che descritta dalla retta è composta da due superfici opposte nel vertice dove ciascuna cresce verso l’infinito. Nella teoria di Apollonio i coni sono obliqui. L'inclinazione del piano secante determina il tipo di sezione. Ellisse : quando il piano secante incontra entrambe le generatrici contenute nel piano assiale (lati del triangolo assiale) Parabola : quando il piano secante è parallelo a uno dei lati del triangolo per l’asse non coincidenti con la sua base. Iperbole : quando il piano secante interseca un lato del triangolo per l'asse e il prolungamento dell'altro, si ottiene l'iperbole.

Problema

  • Per i biscotti al cioccolato ‘Baker Boys’ vale la seguente relazione tra prezzo e domanda:
  • P: prezzo all’ingrosso in euro per scatola di biscotti → x= P-12/
  • x : n° di migliaia di scatole vendute per settimana Ricavo : (prezzo di una scatola)x (n° scatole vendute)
  • Dalla formula precedente si ricava 3x=12-P e quindi P =12-3x.
  • La funzione ricavo (in migliaia di euro) è data da R(x) = x(12-3x) = -3x2 +12x

Metodo alternativo: trasformazione dell'equazione.

  • Completiamo i quadrati. y= -3x2+12x
  • y= -3(x2-4x)
  • y= -3(x2-4x+4-4)
  • y= -3(x2-4x+4)+
  • y= -3(x-2)2+ In generale: data un'equazione del tipo y=ax2+bx+c possiamo riscriverla successivamente:

y= -3(x-2)2+ Somma di due addendi:

  • il primo è negativo o nullo
  • il secondo è positivo
  • Il valore massimo si ottiene quando il primo addendo si annulla, nel nostro caso per x=2, cioè quando i biscotti vengono messi in vendita a 6 euro la scatola.

Per trovare gli zeri è meglio usare la scrittura R(x)=x(12-3x)= 3x(4-x) per cui R(x) si annulla se x = 0 o x = 4. Il modello ha poco senso al di fuori dell'intervallo [0,4], in quanto x<0 significa un numero negativo di scatole vendute, x>4 significa un numero di scatole vendute a un prezzo negativo. Queste rappresentazioni di un polinomio sono equivalenti.

  • (x+1)(x-3)
  • (x-1)2-
  • x2-2x-
  • (x-2)·x-
  • (x+1)(x-3) consente di vedere subito le radici del polinomio.
  • (x-1)2-4 consente di individuare subito il minimo della funzione.
  • x2-2x-3 è la rappresentazione standard e usa il numero minimo di caratteri.
  • (x-2)x-3 è valutabile con una calcolatrice con solo le 4 operazioni, senza parentesi né memoria.

Problema Un volo charter applica una tariffa di $200 per ogni viaggiatore più un costo aggiuntivo di $4 a testa per ogni posto invenduto sull'aereo. L'aereo ha 100 posti. Chiamiamo x il numero di posti venduti. Trovate:

  • Un polinomio di II grado che modellizzi il ricavo totale (R(x)) in dollari
  • Il grafico (anche approssimativo) di tale polinomio
  • Il valore di x per cui il ricavo totale è massimo
  • Il ricavo totale massimo.

Problema Considerate la parabola di equazione y=x2 +x+2. Determinatene, se esistono, le intersezioni con gli assi coordinati e con le rette di equazione y-x=0 e y+x-1= Asse delle x: y=0.

  • x2 +x+2=0 l’equazione non ha soluzioni reali Asse delle y: x=
  • y=2 una soluzione: (0,2) Retta y-x=
  • x=x2 +x+2 → x2 +2=0 nessuna soluzione reale Retta y+x-1=
  • 1-x = x2 +x+2 → x2 +2x+1=0 → (x+1)2 =0 una soluzione doppia: (-1,2); retta tangente

QUIZ 2

Ha la concavità verso l’alto quindi la x è positiva e interseca l’asse delle y in +3, quindi l’equazione

è y=x 2 +2x+

Ha la concavità verso l’alto quindi la x è positiva e interseca l’asse delle y in -3, quindi l’equazione è

y=x 2 -2x-

Ha la concavità verso il basso quindi la x è negativa e interseca l’asse delle y in +3, quindi

l’equazione è y=-x 2 -2x+

Ha la concavità verso il basso quindi la x è negativa e interseca l’asse delle y in -3, quindi

l’equazione è y=-x 2 -2x-