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Formulario analisi matematica 2, Formulari di Analisi Matematica II

Formulario analisi matematica 2

Tipologia: Formulari

2021/2022

In vendita dal 03/05/2022

sara.gallotto
sara.gallotto 🇮🇹

4.8

(36)

62 documenti

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bg1
Richiami di matematica elementare
Proprietà delle potenze
𝑥0=1
𝑥𝛼𝑥𝛽=𝑥𝛼+𝛽
𝑥𝛼𝑦𝛼=(𝑥+𝑦)𝛼
𝑥𝛼𝑥𝛽
=𝑥𝛼−𝛽
𝑥𝛼𝑦𝛼
=(𝑥𝑦
)𝛼=(𝑦𝑥
)−𝛼
(𝑥𝛼)𝛽=𝑥𝛼𝛽
𝑥1𝑛
=𝑥
𝑛
𝑥𝑚𝑛
=𝑥𝑚
𝑛
Proprietà dei logaritmi
𝑎log𝑎𝑥=𝑥
log𝑎(𝑎𝑥)=𝑥
log𝑎(1)=0
log𝑎(𝑥𝑦)=log𝑎𝑥+log𝑎𝑦
log𝑎(𝑥𝑦
)=log𝑎𝑥log𝑎𝑦
log𝑎(𝑥𝛼)=𝛼log𝑎(𝑥)
log𝑎(𝑥)=1log𝑥(𝑎)
=log1𝑎
(𝑥)
log𝑏(𝑥)=log𝑎(𝑥)log𝑎(𝑏)
Proprietà degli esponenziali
𝑎0=1
𝑎𝑥𝑎𝑦=𝑎𝑥+𝑦
𝑎𝑥𝑏𝑦=(𝑎𝑏)𝑥
𝑎𝑥𝑎𝑦
=𝑎𝑥−𝑦
𝑎𝑥𝑏𝑥
=(𝑎𝑏
)𝑥
𝑎−𝑥=1𝑎
𝑥=(1𝑎
)𝑥
(𝑎𝑥)𝑦=𝑎𝑥𝑦
Proprietà del modulo o valore assoluto
|−𝑥|=|𝑥|
|𝑥|=√𝑥2
|𝑥𝑦|=|𝑥||𝑦|
|𝑥𝑦
|=|𝑥||𝑦|
|𝑥+𝑦||𝑥|+|𝑦|
||𝑥||𝑦|||𝑥𝑦|
Formule trigonometriche
(sin𝑥)2+(cos𝑥)2=1
sin2𝑥=2sin𝑥cos𝑥
cos2𝑥={(cos𝑥)2(sin𝑥)2
2(cos𝑥)21
12(sin𝑥)2
tan2𝑥=2tan𝑥[1(tan𝑥)2]
sin(𝑥±𝑦)=sin𝑥cos𝑥±sin𝑥cos𝑥
cos(𝑥±𝑦)=cos𝑥cos𝑦sin𝑥sin𝑦
tan(𝑥±𝑦)=
(tan𝑥±tan𝑦)(1tan𝑥tan𝑦)
sin𝑥
2=±1−cos𝑥
2
cos𝑥
2=±1+cos𝑥
2
tan𝑥
2=±1−cos𝑥
1+cos𝑥
sin𝑥=±1−cos2𝑥
2
cos𝑥=±1+cos2𝑥
2
arctan(𝑥)arctan(1
𝑥)={𝜋
2 𝑥<0
𝜋
𝑥 𝑥>0
sinh𝑥=𝑒𝑥𝑒−𝑥
2
sinh0=0
cosh𝑥=𝑒𝑥+𝑒−𝑥
2
cosh0=1
arctan(1)=𝜋
4
arctan(−1)=𝜋
4
arctan(+∞)=𝜋
2
arctan(−∞)=𝜋
2
tan(1)=𝜋
4
tan(−1)=𝜋
4
tan(𝜋
2)=+∞
tan(−𝜋
2)=−∞
𝑒log𝑥=𝑥
log𝑒=1
log1=0
log0+=−∞
pf3
pf4
pf5
pf8
pf9
pfa
pfd
pfe
pff
pf12
pf13
pf14
pf15
pf16
pf17
pf18
pf19
pf1a
pf1b
pf1c
pf1d
pf1e
pf1f
pf20

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Richiami di matematica elementare

Proprietà delle potenze

0

𝛼

𝛽

𝛼+𝛽

𝛼

𝛼

𝛼

𝛼

𝛽

𝛼−𝛽

𝛼

𝛼

𝛼

−𝛼

𝛼

𝛽

𝛼𝛽

1

𝑛

𝑛

𝑚

𝑛

𝑚

𝑛

Proprietà dei logaritmi

log 𝑎

𝑥

  • log

𝑎

𝑥

  • log

𝑎

  • log

𝑎

= log

𝑎

𝑥 + log

𝑎

  • log

𝑎

) = log

𝑎

𝑥 − log

𝑎

  • log

𝑎

𝛼

) = 𝛼 log

𝑎

  • log

𝑎

log

𝑥

= − log 1

𝑎

  • log

𝑏

log

𝑎

log

𝑎

Proprietà degli esponenziali

0

𝑥

𝑦

𝑥+𝑦

𝑥

𝑦

𝑥

𝑥

𝑦

𝑥−𝑦

𝑥

𝑥

𝑥

−𝑥

𝑥

𝑥

𝑥

𝑦

𝑥𝑦

Proprietà del modulo o valore assoluto

2

Formule trigonometriche

  • (sin 𝑥)

2

  • (cos 𝑥)

2

  • sin 2 𝑥 = 2 sin 𝑥 cos 𝑥
  • cos 2 𝑥 = {

(cos 𝑥)

2

− (sin 𝑥)

2

2 (cos 𝑥)

2

1 − 2 (sin 𝑥)

2

  • tan 2 𝑥 =

2 tan 𝑥

[ 1 − (tan 𝑥)

2

]

  • sin(𝑥 ± 𝑦) = sin 𝑥 cos 𝑥 ± sin 𝑥 cos 𝑥
  • cos(𝑥 ± 𝑦) = cos 𝑥 cos 𝑦 ∓ sin 𝑥 sin 𝑦
  • tan(𝑥 ± 𝑦) =

(tan 𝑥 ± tan 𝑦)

( 1 ∓ tan 𝑥 tan 𝑦)

  • sin

𝑥

2

1 −cos 𝑥

2

  • cos

𝑥

2

1 +cos 𝑥

2

  • tan

𝑥

2

1 −cos 𝑥

1 +cos 𝑥

  • sin 𝑥 = ±√

1 −cos 2 𝑥

2

  • cos 𝑥 = ±

1 +cos 2 𝑥

2

  • arctan(𝑥) − arctan (

1

𝑥

𝜋

2

𝜋

𝑥

sinh 𝑥 =

𝑥

−𝑥

sinh 0 = 0

cosh 𝑥 =

𝑥

−𝑥

cosh 0 = 1

arctan( 1 ) =

arctan(− 1 ) = −

arctan(+∞) =

arctan(−∞) = −

tan( 1 ) =

tan

tan (

) = +∞ tan (−

log 𝑥

log 𝑒 = 1 log 1 = 0 log 0

Luoghi geometrici

Retta

1

2

𝑃𝑒𝑟𝑝𝑒𝑛𝑑𝑖𝑐𝑜𝑙𝑎𝑟𝑖𝑡à: 𝑚

1

2

Circonferenza

2

2

𝑐

2

𝑐

2

2

𝑐

𝑐

𝑐

2

𝑐

2

Parabola

2

2

Iperbole

2

2

2

2

2

2

Ellisse

2

2

2

2

2

2

2

2

Funzione omografica

  • 𝑅𝐸𝑇𝑇𝐴 (𝑐 = 0 ): 𝑦 =

𝑎

𝑑

𝑥 +

𝑏

𝑑

  • 𝑅𝐸𝑇𝑇𝐴 𝑂𝑅𝐼𝑍𝑍𝑂𝑁𝑇𝐴𝐿𝐸

( 𝑐 ≠ 0 ; 𝑎𝑑 = 𝑏𝑐

)

  • 𝐼𝑃𝐸𝑅𝐵𝑂𝐿𝐸 𝐸𝑄𝑈𝐼𝐿𝐴𝑇𝐸𝑅𝐴

( 𝑐 ≠ 0 ; 𝑎𝑑 ≠ 𝑏𝑐

) :

𝑠𝑡𝑢𝑑𝑖𝑜 𝑎𝑠𝑖𝑛𝑡𝑜𝑡𝑖 𝑒 𝑠𝑜𝑠𝑡𝑖𝑡𝑢𝑖𝑠𝑐𝑜 𝑛𝑢𝑚𝑒𝑟𝑖 𝑐𝑜𝑚𝑜𝑑𝑖 𝑝𝑒𝑟

𝑡𝑟𝑜𝑣𝑎𝑟𝑒 𝑙

𝑜𝑟𝑖𝑒𝑛𝑡𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜𝑑𝑒𝑙𝑙′𝑖𝑝𝑒𝑟𝑏𝑜𝑙𝑒

𝑦 = log 𝑥

𝐷𝑜𝑚(𝑓) = ( 0 ; +∞)

𝑦 = 𝑎

𝑥

; 𝑎 > 0

𝐷𝑜𝑚(𝑓) = 𝑅

𝑦 = log

𝑎

𝑥 ; 𝑎 > 0 ; 𝑎 ≠ 1

𝐷𝑜𝑚(𝑓) = ( 0 ; +∞)

𝑦 = sin 𝑥

𝐷𝑜𝑚(𝑓) = 𝑅

𝑦 = arcsen 𝑥

𝐷𝑜𝑚

( 𝑓

) = [− 1 ; 1 ]

𝑦 = cos 𝑥

𝐷𝑜𝑚(𝑓) = 𝑅

𝑦 = arccos 𝑥

𝐷𝑜𝑚

( 𝑓

) = [− 1 ; 1 ]

𝑦 = tan 𝑥

𝐷𝑜𝑚(𝑓) = 𝑅\ {

𝜋

2

  • 𝑘𝜋}

𝑦 = arctan 𝑥

𝐷𝑜𝑚

( 𝑓

) = 𝑅

Archi associati

Limiti

Stime asintotiche

è 𝐴𝑆𝐼𝑁𝑇𝑂𝑇𝐼𝐶𝐴𝑀𝐸𝑁𝑇𝐸 𝐸𝑄𝑈𝐼𝑉𝐴𝐿𝐸𝑁𝑇𝐸 𝑎 𝑔

𝑠𝑒: lim

𝑥→𝑥

0

  • lim

𝑥→ 0

2

2

𝑥

𝑥

~ ln 𝑎 ∗ 𝑥 𝑙𝑛

log

𝑎

ln 𝑎

𝑥 log 𝑥~ 0 𝑥

𝛼

(log 𝑥)

𝑏

1

𝑥

[(

𝑐

]

lim

𝑥→ 0

= − 1 lim

𝑥→ 0

  • lim

𝑥→+∞

2

1

𝑥

𝑥

lim

𝑥→−∞

= − 1 lim

𝑥→+∞

Scala degli infiniti

  • 𝑥 → +∞

log 𝑥 𝑥

𝛼

𝑥

𝑥

𝑥

𝛼

log 𝑥

  • 𝑥 → 0

𝑥

𝑥

𝛼

log 𝑥

log 𝑥

𝛼

𝑥

Formule utili

𝑛

log 𝑛

𝑛

𝑛 log 𝑛

𝑛

𝑛+ 3

𝑛

𝑛+ 3

𝑛

−𝑛

3

𝑛

−𝑛

Derivate fondamentali

𝑘 0 tg 𝑥

cos

2

= 1 + tan

2

𝑥 1 cotg 𝑥

sen

2

= − 1 − cot

2

8

7

tgh 𝑥

cosh

2

ln

2

2 ln 𝑥

cotgh 𝑥

senh

2

arctg 𝑥

2

𝑥

𝑥

ln 𝑎 arcotg 𝑥

2

𝑥

𝑥

arctgh 𝑥

2

log

𝑎

𝑥 ln 𝑎

arcotgh 𝑥

2

ln 𝑥

ln(𝑓(𝑥))

sin 𝑥 cos 𝑥

cos 𝑥 − sin 𝑥

arcsin 𝑥

2

arccos 𝑥

2

sinh 𝑥 cosh 𝑥

cosh 𝑥 sinh 𝑥

arcsinh 𝑥

2

arccosh 𝑥

2

Regole di derivazione

= lim

𝑥→𝑥

0

𝑓(𝑥)−𝑓(𝑥

0

)

𝑥−𝑥

0

  • [𝑓(𝑥) ∗ 𝑔(𝑥)]

[

]

𝑓(𝑥)

𝑔(𝑥)

𝑓

( 𝑥

) ∗ 𝑔

( 𝑥

) − 𝑓

( 𝑥

) ∗ 𝑔

( 𝑥

)

𝑔

2

(𝑥)

• [𝑘 ∗ 𝑓(𝑥)]

[

]

𝑔(𝑥)

[

]

𝑔(𝑥)

∗ [𝑔

ln 𝑓

𝑔

( 𝑥

) ∗𝑓

(𝑥)

𝑓(𝑥)

]

Punti di discontinuità

Punti di non derivabilità

0

0

𝑒 𝑎𝑙𝑚𝑒𝑛𝑜 𝑢𝑛𝑎 𝑑𝑒𝑙𝑙𝑒 𝑑𝑢𝑒 è 𝑓𝑖𝑛𝑖𝑡𝑎

0

0

0

0

Regola di De L’Hopital

lim

𝑥→𝑥 0

= lim

𝑥→𝑥

0

Ricordarsi di moltiplicare

sempre per la derivata

della funzione

Serie di segno variabile

𝑛

Criteri di convergenza

𝑛

𝑛

𝑛=𝑛 𝑜

𝑛=𝑛 𝑜

𝑛

𝑛=𝑛 𝑜

lim

𝑛→+∞

𝑛

𝑛

𝑛+ 1

𝑛

𝑛

𝑛

𝑛=𝑛

0

Serie notevoli

Serie geometrica

𝑛

𝑛= 0

Serie armonica generalizzata

𝛼

𝑛= 0

Serie armonica generalizzata con logaritmo

𝛼

(log 𝑛)

𝛽

𝑛= 0

Serie armonica generalizzata con logaritmo e esponenziale

𝛾𝑛

𝛼

(log 𝑛)

𝛽

𝑛= 0

Serie telescopica

𝑛

𝑛+ 1

lim

𝑛→+∞

𝑛

𝑛= 0

Integrali fondamentali devo trovare la primitiva

2

arcsin 𝑥 + 𝑐

𝛼

𝛼+ 1

2

arccos 𝑥 + 𝑐

ln|𝑥| + 𝑐 sinh 𝑥 cosh 𝑥 + 𝑐

ln 𝑎 ∗ 𝑎

𝑥

𝑥

  • 𝑐 cosh 𝑥 sinh 𝑥 + 𝑐

𝑥

𝑥

ln 𝑎

2

arcsinh 𝑥 + 𝑐

𝑥

𝑥

cos

2

= 1 + tan

2

tg 𝑥 + 𝑐

ln 𝑥 𝑥 ln 𝑥 − 𝑥 + 𝑐

sen

2

= 1 + cotg

2

−cotg 𝑥 + 𝑐

sin 𝑥 −cos 𝑥 + 𝑐

2

arctg 𝑥 + 𝑐

cos 𝑥 sin 𝑥 + 𝑐

Formule parametriche razionali Integrale

ln

2

𝑥

𝑥

  • sin 𝑥 =

2 𝑡

1 +𝑡

2

ln

2

𝑥

𝑥

𝑑𝑥 SOSTITUZIONE

𝑡 = tan

𝑥

2

ln 𝑥 = 𝑡

  • cos 𝑥 =

1 −𝑡

2

1 +𝑡

2

1

𝑥

Media integrale

𝑏

𝑎

Funzione pari Funzione dispari

𝑓

( −𝑥

) = 𝑓

( 𝑥

) 𝑓

( −𝑥

) = −𝑓(𝑥)

∫ 𝑓(𝑥)𝑑𝑥 = 2 ∫ 𝑓(𝑥)𝑑𝑥 ∫ 𝑓(𝑥)𝑑𝑥 = 0

𝑎

−𝑎

𝑎

0

𝑎

−𝑎

arctan (𝑝𝑜𝑠𝑠𝑜 𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎𝑟𝑒 𝑓𝑢𝑜𝑟𝑖) = 𝑑𝑖𝑠𝑝𝑎𝑟𝑖

cos

rimane uguale

Integrali impropri notevoli

𝛼

𝑎

0

𝛼

(log 𝑥)

𝛽

𝑎

0

𝛼

𝑏

𝑎

𝛼

+∞

𝑎

𝛼 > 1 𝑐𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑔𝑒

𝛼 ≤ 1 𝑑𝑖𝑣𝑒𝑟𝑔𝑒

𝛼

(log 𝑥)

𝛽

+∞

𝑎

(log 𝑥)

𝛽

+∞

𝑎

𝛾𝑥

+∞

𝑎

𝛾 > 0 𝑐𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑔𝑒

𝛾 ≤ 0 𝑑𝑖𝑣𝑒𝑟𝑔𝑒

𝛾𝑥

𝛼

(log 𝑥)

𝛽

+∞

𝑎

𝛾 > 0 𝑒 ∀ 𝛼, 𝛽 𝑐𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑔𝑒

𝛾 < 0 𝑒 ∀ 𝛼, 𝛽 𝑑𝑖𝑣𝑒𝑟𝑔𝑒

𝛾 = 0 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑔𝑟𝑎𝑙𝑒 𝑛𝑜𝑡𝑒𝑣𝑜𝑙𝑒

Integrali impropri

1° specie

𝐴𝑙𝑚𝑒𝑛𝑜 𝑢𝑛𝑜 𝑑𝑒𝑔𝑙𝑖 𝑒𝑠𝑡𝑟𝑒𝑚𝑖 𝑑𝑖 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑔𝑟𝑎𝑧𝑖𝑜𝑛𝑒 𝑛𝑜𝑛 è 𝑓𝑖𝑛𝑖𝑡𝑜.

∫ 𝑓(𝑥)𝑑𝑥 = lim

𝑐→+∞

𝑐

𝑎

+∞

𝑎

2° specie

𝐴𝑙𝑚𝑒𝑛𝑜 𝑢𝑛𝑜 𝑑𝑒𝑔𝑙𝑖 𝑒𝑠𝑡𝑟𝑒𝑚𝑖 𝑑𝑖 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑔𝑟𝑎𝑧𝑖𝑜𝑛𝑒 è 𝑢𝑛 𝑝𝑢𝑛𝑡𝑜 𝑠𝑖𝑛𝑔𝑜𝑙𝑎𝑟𝑒 (𝑝𝑢𝑛𝑡𝑜 𝑖𝑛 𝑐𝑢𝑖 𝑠𝑖 𝑎𝑛𝑛𝑢𝑙𝑙𝑎).

𝑑𝑥 = lim

𝜀→ 0

𝑏

𝑎+𝜀

𝑏

𝑎

3° specie

𝑑𝑥 = lim

𝜀→ 0

𝑑𝑥 + lim

𝑐→+∞

𝑐

𝑏

𝑏

𝑎+𝜀

+∞

𝑎

Continuità, derivabilità parziale, direzionale e differenziabilità

𝑓(𝑥, 𝑦) continua in ℝ

2

0

0

0

0

) = punto di accumulazione

CONTINUITA’

lim

(𝑥,𝑦)→(𝑥 0

,𝑦 0

)

0

0

) ⇒ funzione continua

Può essere utile il passaggio a COORDINATE POLARI {

⇒ lim

𝜌→ 0

Semplifico il più possibile:

Se non dipende da ρ ⇒ ∄

Se lim

𝜌→ 0

𝜌 ∗ funzione limitata ⇒vince 𝜌

DERIVABILITA’ PARZIALE

𝑑𝑓(𝑥,𝑦)

𝑑𝑥

= lim

ℎ→ 0

𝑓(𝑥

0

+ℎ,𝑦

0

)−𝑓(𝑥

0

,𝑦

0

)

𝑑𝑓(𝑥,𝑦)

𝑑𝑦

= lim

𝑘→ 0

𝑓

( 𝑥 0

,𝑦 0

+𝑘

) −𝑓

( 𝑥 0

,𝑦 0

)

𝑘

0

0

𝜕𝑓

( 𝑥,𝑦

)

𝜕𝑥

𝜕𝑓

( 𝑥,𝑦

)

𝜕𝑦

) gradiente

Se posso calcolarle come derivate classiche è meglio e più veloce.

DERIVABILITA’ DIREZIONALE

= lim

𝑡→ 0

0

1

0

2

0

0

Se ammette derivate parziali e nell'esercizio ho una direzione 𝑣⃗ = (𝑥

1

1

) posso usare:

0

0

DIFFERENZIABILITA’

lim

(ℎ,𝑘)→( 0 , 0 )

0

0

0

0

0

0

2

2

= 0 ⇒ funzione differenziabile

Condizioni necessarie: {

continua in (𝑥

0

0

derivabile in (𝑥

0

0

) lungo ogni direzione 𝑣 ⃗⃗⃗⃗

𝑓(𝑥, 𝑦) derivabile in (𝑥

0

0

PIANO TANGENTE (deve essere verificata la differenziabilità)

z = 𝑓(𝑥

0

0

0

0

0

0

0

0

TEOREMA DEL DIFFERENZIALE TOTALE

1

⇒ 𝑓 differenziabile {

⇒ 𝑓 continua

0

0

METODO 2) SEGNO DELL’INCREMENTO DELLA FUNZIONE

Posso utilizzare questo metodo quando:

TEST INEFFICACE

Derivare è complicato

0

0

0

0

) = punto stazionario o nel quale il test è inefficace

Eseguo due restrizioni sulla funzione che risultano comode:

Studio il segno: {

𝑓(𝑥, 𝑥) >, 𝑓(𝑥, −𝑥) > ⇒ MINIMO ASSOLUTO

< ⇒ MASSIMO ASSOLUTO

𝑓(𝑥, 𝑥) >, 𝑓(𝑥, −𝑥) < ⇒ PUNTO DI SELLA

Posso verificare

anche dal disegno se è

corretto il risultato

Estremi vincolati

Devo determinare i MASSIMI e i MINIMI vincolati di una funzione vincolata.

Posso utilizzare questo metodo quando ho solamente una funzione 𝑔

( 𝑥, 𝑦

) = 0 come vincolo.

• METODO 1) ESPLICITO UNA VARIABILE

1 ) Isolo dal vincolo una variabile e pongo ciò che ho isolato ≥ 0

2 ) Restringo al vincolo la funzione, sostituendo quindi una incognita

  1. Studio 𝐹

(𝑦) = ⋯ ≥ 0 la monotonia della funzione nel mio intervallo dato

5 ) Ottenuti i risultati sostituisco in 𝑓(𝑥, 𝑦) per determinare se sono punti di MAX o min

  • METODO 2) FORMA PARAMETRICA (quando ho crf o ellisse)
  1. Scrivo il vincolo in forma parametrica

{

𝑥 = 𝑥(𝑡)

𝑦 = 𝑦(𝑡)

𝑡 ∈ [𝑎, 𝑏]

2 ) Calcolo F(t) sostituendo 𝑥 e 𝑦

  1. Studio 𝐹

(𝑡) = ⋯ ≥ 0

4 ) Ottenuti i risultati sostituisco in 𝑓(𝑥, 𝑦) per determinare se sono punti di MAX o min assoluti

• METODO 3 ) MOLTIPLICATORI DI LAGRANGE

1 ) ℒ(𝑥, 𝑦, 𝑧) = 𝑓(𝑥, 𝑦) − 𝜆 𝑔(𝑥, 𝑦) → vincolo

2 ) Studio i punti stazionari:

{

𝜕ℒ

𝜕𝑥

= ⋯ = 0

𝜕ℒ

𝜕𝑦

= ⋯ = 0

𝜕ℒ

𝜕𝜆

= ⋯ = 0

3 ) Sostituisco i punti ottenuti nella funzione 𝑓(𝑥, 𝑦) per verificare quale sia MAX e min

  • METODO 4) CURVE DI LIVELLO (quando posso isolare le variabili)

1 ) Pongo 𝑓(𝑥, 𝑦) = 𝑘 e isolo una variabile

2 ) Cerco i valori di k per cui la funzione 𝑓(𝑥, 𝑦) = 𝑘 (utilizzando quella isolata) è tangente al dominio

Es. 𝑥

2

2

2

2

2

1

2

1

2

Es. 𝐹(𝑦) = 𝑓(𝑥(𝑦), 𝑦) = ⋯ ∀𝑦 ∈ [−

1

2

1

2

]

ELLISSE 𝑡 ∈ [𝑎, 𝑏] CRF 𝑡 ∈ [ 0 , 2 𝜋]

𝑥

2

𝑎

2

𝑦

2

𝑏

2

𝑥 = a cos (𝑡)

𝑦 = 𝑏 𝑠𝑒𝑛 (𝑡)

0

2

0

2

1

𝑥 = 𝑥

0

  • R cos (𝑡)

𝑦 = 𝑦

0

  • 𝑅 𝑠𝑒𝑛 (𝑡)

TEOREMA DI WEIERSTRASS

✓ 𝑓 continua in ℝ

2

✓ Vincolo è sottoinsieme chiuso e limitato di ℝ

2

⇒ esistono MAX e min che ricerco tra i punti ottenuti

Curve piane

RAPPRESENTAZIONE PARAMETRICA

{

𝑥 = 𝑓(𝑡)

𝑦 = 𝑔(𝑡)

𝑡 ∈ [𝑎, 𝑏]

RAPPRESENTAZIONE VETTORIALE

𝑟⃗

( 𝑡

) = 𝑟

1

( 𝑡

) 𝑖⃗ + 𝑟

2

( 𝑡

) 𝑗⃗

𝑟⃗

( 𝑡

) = 𝑟

1

( 𝑡

) 𝑖

1

⃗⃗⃗

  • 𝑟

2

( 𝑡

) 𝑖

2

⃗⃗⃗⃗

𝑟⃗

( 𝑡

) = (𝑟

1

( 𝑡

) , 𝑟

2

( 𝑡

) )

Curve nello spazio

RAPPRESENTAZIONE VETTORIALE

𝑟⃗ (𝑡) = 𝑟

1

(𝑡)𝑖⃗ + 𝑟

2

(𝑡)𝑗⃗ + 𝑟

3

(𝑡)𝑘

⃗⃗

𝑟⃗ (𝑡) = 𝑟

1

(𝑡)𝑖

1

⃗⃗⃗

  • 𝑟

2

(𝑡)𝑖

2

⃗⃗⃗⃗

  • 𝑟

3

(𝑡)𝑖

3

⃗⃗⃗⃗

𝑟⃗ (𝑡) = (𝑟 1

(𝑡), 𝑟

2

(𝑡), 𝑟

3

(𝑡))

Vettore tangente: 𝑟⃗

(𝑡) = (𝑟⃗

1

(𝑡

0

), … , 𝑟

𝑛

⃗⃗⃗⃗

(𝑡

0

))

Retta tangente: 𝑥⃗ (𝑡) = 𝑟⃗ (𝑡 0

) + 𝑟⃗

(𝑡 − 𝑡

0

)

Versore tangente: T

⃗⃗⃗

(t

0

) =

r⃗

( t

0

)

‖r⃗

(t

0

)‖

Versore normale: N

⃗⃗⃗ ( t

0

)

T

(t

0

)

‖T

(t

0

)‖

Versore binormale: ‖B

⃗⃗⃗ ( t

0

) ‖ =

‖ T

( t

0

)‖ ⋅

‖ N

( t

0

)‖ ⋅ sen(

π

2

) = 1

Lunghezza curva: ∫

‖ 𝑟⃗

(𝑡)

‖ 𝑑𝑡

𝑏

𝑎

Ascissa curvilinea e lunghezza d'arco: ∫

‖ r⃗

( τ

)‖ dτ

t

a

ELLISSE 𝑡 ∈ [𝑎, 𝑏] CRF 𝑡 ∈ [ 0 , 2 𝜋]

𝑥

2

𝑎

2

𝑦

2

𝑏

2

𝑥 = a cos (𝑡)

𝑦 = 𝑏 𝑠𝑒𝑛 (𝑡)

0

2

0

2

1

𝑥 = 𝑥

0

  • R cos (𝑡)

𝑦 = 𝑦

0

  • 𝑅 𝑠𝑒𝑛 (𝑡)

Integrali curvilinei di 1° specie

∫ 𝜌(𝑥⃗ ) 𝑑𝑆

𝛤

= ∫ 𝜌(𝑟⃗ (𝑡))‖𝑟⃗

(𝑡)‖ 𝑑𝑡 non è importante il verso di percorrenza

𝑏

𝑎

𝑟⃗ (𝑡) = curva di rappresentazione parametrica

𝑟⃗

(𝑡) = derivata della curva di rappresentazione parametrica

‖𝑟⃗

(𝑡)‖ = √r⃗

(t) norma della curva

Sostituisco a 𝐹

( 𝑥, 𝑦

) le componenti di 𝑟⃗

( 𝑡

) e calcolo l'integrale con gli estremi 𝑡 ∈

[ 𝑎, 𝑏

]

∫ 𝐹

(𝑟⃗

( 𝑡

) )

‖ 𝑟⃗

( 𝑡

)‖ 𝑑𝑡

𝑏

𝑎

L'integrale può essere spezzato in più integrali.

Integrali curvilinei di 2° specie

• METODO 1) CURVA PARAMETRICA

∫ 𝐹

d𝑟⃗

𝛤

= ∫ 𝐹

(𝑉

⃗⃗

(𝑡)) 𝑟⃗

(𝑡) d𝑡

𝑏

𝑎

importante il verso di percorrenza

𝑟⃗ (𝑡) = curva di rappresentazione parametrica (talvolta devo ottenerla io)

𝑟⃗

(𝑡) = derivata della curva di rappresentazione parametrica

Sostituisco a 𝐹

( 𝑥, 𝑦

) le componenti di 𝑟⃗

( 𝑡

) e calcolo l'integrale con gli estremi 𝑡 ∈

[ 𝑎, 𝑏

]

∫ 𝐹

(𝑟⃗

( 𝑡

) )𝑟⃗

( 𝑡

) 𝑑𝑡

antiorario ⟹ +

orario ⟹ -

𝑏

𝑎

L'integrale può essere spezzato in più integrali.

  • METODO 2 ) GRADIENTI (solo se gli integrali sono conservativi)

∫ 𝐹

d𝑟⃗

𝛤

= ∫ 𝛻𝜌 𝑑𝑟⃗

𝛤

= 𝜌(𝑥⃗

𝑏

) ⋅ 𝜌(𝑥⃗

𝑎

) se 𝜌 regolare a tratti e 𝑥⃗

𝑎

𝑒 𝑥⃗

𝑏

due punti della curva

⟹ Se curva chiusa ∫ ∇ρ dr⃗

Γ

= 0