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Esame di Matematica: Calcolo Lineare, Funzioni e Integrali, Dispense di Matematica Generale

Documento contenente esercizi e problemi da svolgere in esame, riguardanti calcolo lineare, funzioni e integrali. Comprensivo di calcoli matriciali, determinazione di determinanti, risoluzione di sistemi lineari, calcolo di limiti, derivate e integrali definiti.

Tipologia: Dispense

2020/2021

Caricato il 02/10/2021

d0nn0la
d0nn0la 🇮🇹

3 documenti

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bg1
1
Esame 4 febbraio 2021
durata prevista: 1,5 ore
Cognome e Nome: Matricola:
Istruzioni
Entro la fine della prova, lo studente deve caricare su Esami OnLine un solo file PDF contenete
copia dei fogli contenenti le soluzioni nell’ordine corretto (una facciata per ogni pagina). Tutte le
pagine devono riportare nominativo e matricola dello studente e devono essere chiaramente
leggibili. Lo studente dovrà svolgere la prova su fogli protocollo.
Lo studente dovrà conoscere in anticipo come utilizzare il suo dispositivo (smartphone, Laptop,
PC o altro) per inviare il PDF contenete le soluzioni.
Le soluzioni devono essere riportate con tutti i passaggi necessari opportunamente commentati.
Le soluzioni devono essere individuabili usando la numerazione presente sul testo. Lo studente
deve segnalare eventuali parti errate che non devono essere corrette dal docente.
Lo studente può usare i propri appunti, le note del docente, i libri di testo e una calcolatrice
scientifica (non grafica e non programmabile), ma non potrà usare nessun dispositivo se non per
scaricare il testo, caricare la soluzione e consentire al docente il monitoraggio della sua attività.
Durante la prova lo studente dovrà essere sempre collegato e visibile (via Teams o Zoom) e non
potrà comunicare con nessuno. Se lo studente dovesse perdere la connessione, lo studente
potrà sostenere una prova orale sostitutiva o ripetere la prova al prossimo appello.
Testo
1) Dati:
𝐀=[1 −1 −1
2 1 3
3 2 2 ], 𝐁 = [0 −1 −2
−3 3 1
−2 2 −1] e 𝐛=[−1
1
−3]
a) Calcolare 𝐀T e 𝐁T. (1 punti)
𝐀T=[1 2 3
−1 1 2
−1 3 2] e 𝐁T=[0 −3 −2
−1 3 2
−2 1 −1]
b) Calcolare 𝐀2. (1 punti)
𝐀2=𝐀𝐀=[1 −1 −1
2 1 3
3 2 2 ][1 −1 −1
2 1 3
3 2 2]=[123 −112 −132
2+2+9 −2+1+6 −2+3+6
3+4+6 −3+2+4 −3+6+4]
= [−4 −4 −6
13 5 7
13 3 7 ]
c) Calcolare det (𝐀), det (𝐁) e det (𝐀𝐁3). (1 punti)
det(𝐀)=[1 −1 −1
2 1 3
3 2 2|1 −1
2 1
3 2]=(294)(−3+64)=11+1=10
det(𝐁)=[0 −1 −2
−3 3 1
−2 2 −1|0 −1
−3 3
−2 2]=(0+2+12)(12+03)=149=5
det(𝐀𝐁3)=(10)(5)3=(10)(125)=1250
pf3
pf4

Anteprima parziale del testo

Scarica Esame di Matematica: Calcolo Lineare, Funzioni e Integrali e più Dispense in PDF di Matematica Generale solo su Docsity!

Esame 4 febbraio 2021

durata prevista: 1,5 ore

Cognome e Nome: Matricola:

Istruzioni

  • Entro la fine della prova, lo studente deve caricare su Esami OnLine un solo file PDF contenete

copia dei fogli contenenti le soluzioni nell’ordine corretto (una facciata per ogni pagina). Tutte le

pagine devono riportare nominativo e matricola dello studente e devono essere chiaramente

leggibili. Lo studente dovrà svolgere la prova su fogli protocollo.

  • Lo studente dovrà conoscere in anticipo come utilizzare il suo dispositivo (smartphone, Laptop,

PC o altro) per inviare il PDF contenete le soluzioni.

  • Le soluzioni devono essere riportate con tutti i passaggi necessari opportunamente commentati.

Le soluzioni devono essere individuabili usando la numerazione presente sul testo. Lo studente

deve segnalare eventuali parti errate che non devono essere corrette dal docente.

  • Lo studente può usare i propri appunti, le note del docente, i libri di testo e una calcolatrice

scientifica (non grafica e non programmabile), ma non potrà usare nessun dispositivo se non per

scaricare il testo, caricare la soluzione e consentire al docente il monitoraggio della sua attività.

  • Durante la prova lo studente dovrà essere sempre collegato e visibile (via Teams o Zoom) e non

potrà comunicare con nessuno. Se lo studente dovesse perdere la connessione, lo studente

potrà sostenere una prova orale sostitutiva o ripetere la prova al prossimo appello.

Testo

1) Dati:

𝐀 = [

], 𝐁 = [

] e 𝐛 = [

]

a) Calcolare 𝐀

T

e 𝐁

T

. ( 1 punti)

T

= [

] e 𝐁

T

= [

]

b) Calcolare 𝐀

2

. ( 1 punti)

2

= 𝐀𝐀 = [

] [

] = [

]

= [

]

c) Calcolare det (𝐀), det (𝐁) e det (𝐀𝐁

3

). ( 1 punti)

det

= [

] =

det

= [

] =

det(𝐀𝐁

3

3

d) Risolvere il sistema lineare 𝐀𝐱 + 𝐁𝐱 = 𝐛. ( 4 punti)

Prima di tutto è necessario applicare la proprietà distributiva per semplificare:

Dopodiché basterà calcolare la matrice somma 𝐀 + 𝐁:

𝐀 + 𝐁 = [

] + [

] = [

]

e risolvere il sistema (𝐀 + 𝐁)𝐱 = 𝐛 applicando il metodo di eliminazione di Gauss-

Jordan:

[

]

= [

] ⟹ [

] ⟹ [

] ⟹

⟹ [

] ⟹ {

1

2

3

2) Consideriamo il seguente modello per determinare l’andamento dei posti occupati in

terapia intensiva per l’epidemia COVID- 19 :

𝑡

dove il valore 𝑃(𝑡) è il numero complessivo di pazienti in terapia intensiva al tempo 𝑡 ≥ 0

misurato in giorni.

a) Determinare i parametri 𝑎 e 𝑏 in modo tale che il modello rispetti

l’andamento dell’epidemia che è stato osservato: ( 3 punti)

  • Al tempo 𝑡 = 0 (01.09.2020), i pazienti complessivamente in

terapia intensiva erano 107;

  • Al tempo 𝑡 = 30 (01.10.2020), i pazienti complessivamente in

terapia intensiva erano 291.

Per 𝑡 = 0 gli individui complessivamente colpiti erano 107, per cui:

0

Se al tempo 𝑡 = 30 gli individui complessivamente colpiti erano 291, si ha:

30

30

1

30

Per cui il nuovo modello sarà:

𝑡

b) Determinare la velocità con cui cresceva il numero di pazienti in

terapia intensiva al tempo 𝑡 = 60. ( 2 punti)

Per calcolare la velocità dobbiamo determinare la derivata della funzione 𝑃(𝑡):

𝑡

𝑡

Per cui al tempo 𝑡 = 60 sarà:

60

= 26. 3929 pazienti al giorno

Inoltre, per 𝑡 = 60 avremo che:

60

3) Calcolare i seguenti limiti:

a) lim

𝑥→− 1

𝑥

3

  • 1

𝑥+ 1

; ( 1 punti)

Per cui non esiste un asintoto orizzontale.

Asintoti verticali:

lim

𝑥→− 1

ln(𝑥

2

lim

𝑥→+ 1

ln(𝑥

2

Per cui abbiamo due asintoti verticali di equazione: 𝑥 = − 1 e 𝑥 = + 1

c) le coordinate (𝑥, 𝑓

) di eventuali massimi e minimi relativi e flessi; ( 4 punti)

La derivata prima è:

2 𝑥

𝑥

2

− 1

Applicando le condizioni di primo ordine (i.e., 𝑓

= 0 ) abbiamo un possibile punto

critico di ascissa 𝑥 = 0 che però non fa parte del dominio, per cui lo possiamo ignorare.

La derivata seconda è:

′′

𝑑

𝑑𝑥

𝑑

𝑑𝑥

2 𝑥

𝑥

2

− 1

2 (𝑥

2

− 1 )− 2 𝑥( 2 𝑥)

(𝑥

2

− 1 )

2

2 𝑥

2

− 2 − 4 𝑥

2

(𝑥

2

− 1 )

2

− 2 (𝑥

2

  • 1 )

(𝑥

2

− 1 )

2

Per trovare i punti di flesso è necessario trovare i punti in cui la funzione cambia la

curvatura, ossia dove la derivata seconda cambia segno. Risolvendo 𝑓

′′

= 0 e

valutando il segno di 𝑓

′′

. In questo caso non troviamo flessi.

d) il grafico. ( 2 punti)