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Corso di Analisi Matematica
I numeri reali
Laurea in Informatica e Comunicazione Digitale
A.A. 2013/2014
Universita di Bari
ICD (Bari) Analisi Matematica 1 / 57
1 Insiemi e logica
2 Campi ordinati
3 Estremo superiore e assioma di continuita
4 Radici, potenze, logaritmi
5 Grandezze trigonometriche
ICD (Bari) Analisi Matematica 2 / 57
Insiemi
I concetti di base di teoria degli insiemi non saranno definiti in modo
rigoroso ma “informale”.
Insieme: nozione primitiva, sinonimo di “classe”, “collezione”,
“famiglia”
“L’insieme degli iscritti all’Universita di Bari”
“L’insieme delle stelle di una certa galassia”
Notazione: X Y Z (lettere maiuscole dell’alfabeto)
Elemento: ogni insieme e determinato dai suoi elementi
Appartenenza: se X e un insieme e x e un suo elemento, si scrive
x ∈ X
“∈” simbolo di appartenenza
ICD (Bari) Analisi Matematica 3 / 57
Come si specifica un insieme:
Elencandone gli elementi:
X = {1, 2, 3}
Usando le proprieta verificate dai suoi elementi:
X = {x | p(x) e vera}
ove p(x) e una proprieta che dipende da x.
X = {x | x e un numero naturale pari}
ICD (Bari) Analisi Matematica 4 / 57
Osservazioni
Non e importante:
l’ordine in cui si e elencano gli elementi
{1, 2, 6} = {1, 6, 2}
la molteplicita degli elementi
L’insieme delle sol. dell’eq. x− 1 = 0 coincide con l’insieme delle sol.
dell’eq. (x− 1)2 = 0, anche se nel secondo caso x = 1 ha molteplicita
algebrica 2.
ICD (Bari) Analisi Matematica 5 / 57
Relazioni tra insiemi: uguaglianza ed inclusione.
Due insiemi A e B sono uguali se hanno gli stessi elementi. In tal
caso si scrive
A = B.
“Ogni elemento di A e elemento di B e ogni elemento di B e
elemento di A”
Formalmente:
∀x (x ∈ A⇒ x ∈ B) e ∀x (x ∈ B ⇒ x ∈ A)
I Quantificatore universale: ∀ “per ogni”I Implicazione logica: ⇒ “implica” “se .... allora”
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Se vale una sola delle due richieste: “Ogni elemento di A e elemento
di B” si dice che “A e contenuto in B” e si scrive
A ⊆ B.
Formalmente:
∀x (x ∈ A⇒ x ∈ B)
“A e un sottoinsieme di B”
A ⊆ B non esclude che A = B.
Se A ⊆ B ma A non e uguale a B si scrive
A $ B
e si parla di inclusione stretta.
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A $ B:
“Ogni elemento di A e elemento di B ed esiste x in B che non
appartiene ad A”
Formalmente:
∀x (x ∈ A⇒ x ∈ B) e ∃x ∈ B x /∈ A
I Quantificatore esistenziale: ∃ “esiste”I 6∈ “non appartiene”
insieme vuoto ∅: indica un insieme che non ha elementi
ICD (Bari) Analisi Matematica 8 / 57
Insiemi numerici
L’insieme dei numeri naturali:
N = {0, 1, 2, 3, 4, 5, . . .}.
L’insieme dei numeri relativi:
Z = {0,±1,±2,±3,±4,±5, . . .}.
L’insieme dei numeri razionali:
Q ={ nm| n,m ∈ Z,m 6= 0
}Due numeri razionali n
m e n′
m′ si identificano se
nm′ = n′m.
ICD (Bari) Analisi Matematica 9 / 57
Insiemi numericiRappresentazione decimale dei numeri razionali: ogni numerorazionale puo essere rappresentato mediante un allineamento decimale
I limitato (dopo la virgola un numero finito di cifre diverse da 0);
1
2= 0, 5
3
4= 0, 75
I illimitato, periodico, proprio (dopo la virgola un numero infinito di cifre
diverse da 0, che si ripetono in modo periodico con periodo diverso da
9).
1
3= 0, 3333 . . . = 0, 3 2, 44444 . . . = 2, 4 2, 346555 . . . = 2, 3465
Gli allineamenti decimali di periodo 9 (detti impropri) sono usati come
rappresentazione alternativa degli allineamenti decimali finiti.
1 = 0, 9 1, 35 = 1, 349.
ICD (Bari) Analisi Matematica 10 / 57
Insiemi numerici
L’insieme dei numeri reali, che si denota con R , e l’insieme dei
numeri che scritti in forma decimale presentano dopo la virgola una
successione qualsiasi di cifre diverse da 0, eventualmente anche
infinita e non periodica.
0, 10110111011110 . . .
π = 3, 14 . . .√2 = 1, 41 . . .
Gli elementi di R ma non di Q si chiamano numeri irrazionali (sono
gli allineamenti decimali infiniti e non periodici).
Inclusioni:
N $ Z $ Q $ R
ICD (Bari) Analisi Matematica 11 / 57
Operazioni su insiemi
Sia X un insieme e A,B ⊆ X.
Intersezione
A ∩B = {x ∈ X | x ∈ A e x ∈ B}
Unione
A ∪B = {x ∈ X | x ∈ A o x ∈ B}
Differenza
A \B = {x ∈ X | x ∈ A, x 6∈ B}
Ad esempio, R \Q e l’insieme dei numeri irrazionali.
ICD (Bari) Analisi Matematica 12 / 57
Operazioni su insiemi
coppia ordinata: (a, b) con a ∈ A, b ∈ B.
Il prodotto cartesiano di A e B, che si denota con A×B, e l’insieme
costituito da tutte le coppie ordinate (a, b) con a ∈ A, b ∈ B.
A×B = {(a, b) | a ∈ A, b ∈ B}
ICD (Bari) Analisi Matematica 13 / 57
Logica elementare
In matematica si usano due tipi di affermazioni:
enunciati o proposizioni cioe affermazioni di cui e possibile stabilire la
verita o la falsita;
2 e un numero pari
2 e un numero dispari
predicati o proprieta cioe affermazioni la cui verita o falsita dipende
dai valori delle variabili che in essa compaiono.
n e un numero naturale dispari
ICD (Bari) Analisi Matematica 14 / 57
Logica elementare
Dai predicati si ottengono enunciati mediante i quantificatori:
∀n ∈ N (n dispari⇒ n2 dispari).
In generale, se p(x) e q(x) sono predicati,
∀x ∈ A (p(x)⇒ q(x))
e un enunciato che prende il nome di implicazione universale.
La maggior parte dei teoremi e costituita da implicazioni universali.
p(x) si chiama ipotesi,
q(x) si chiama tesi.
ICD (Bari) Analisi Matematica 15 / 57
Logica elementare
Per provare che ∀x ∈ A (p(x)⇒ q(x)) e vera, si deve considerare un
generico x ∈ A che verifica p(x) e mostrare q(x) e vera.
Proviamo che il seguente enunciato e vero:
∀n ∈ N (n dispari⇒ n2 dispari).
Per provare che ∀x ∈ A (p(x)⇒ q(x)) e falsa , si deve determinare
x ∈ A tale che p(x) sia vera ma q(x) sia falsa. Tale x si chiama
controesempio.
Infatti, la negazione di una implicazione universale e
∃x ∈ A (p(x) e non q(x))
Il seguente enunciato e falso: ∀n ∈ N (n primo⇒ n e dispari).
Controesempio: n = 2
ICD (Bari) Analisi Matematica 16 / 57
Logica elementare
L’implicazione ∀x ∈ A (p(x)⇒ q(x)) equivale a
∀x ∈ A (non q(x)⇒ non p(x))
Quindi, avendo dim. che
∀n ∈ N (n dispari⇒ n2 dispari)
e vero anche che
∀n ∈ N (n2 pari⇒ n pari).
ICD (Bari) Analisi Matematica 17 / 57
Logica elementare
Dimostrazione per assurdo.
Consiste nel supporre vera l’ipotesi e la negazione della tesi di un
teorema e dedurre da questi fatti una contraddizione.
Teorema
Non esiste x ∈ Q soluzione dell’equazione x2 = 2.
La negazione di “∀x p(x)” e “∃x non p(x)”;
la negazione di “∃x p(x)” e “∀x non p(x)”.
ICD (Bari) Analisi Matematica 18 / 57
Campi ordinati
Studiare in dettaglio la struttura degli insiemi numerici.
Capire meglio la differenza tra Q ed R.
Occorre introdurre le operazioni e la relazione d’ordine sia in Q che in R.
ICD (Bari) Analisi Matematica 19 / 57
Addizione
R1): E definita in Q l’operazione di addizione + tale che
per ogni a, b ∈ Q, a+ b = b+ a;
per ogni a, b, c ∈ Q, (a+ b) + c = a+ (b+ c);
esiste 0 ∈ Q tale che
∀a ∈ Q a+ 0 = a;
per ogni a ∈ Q esiste un (unico) elemento di Q, indicato con −a(opposto di a), tale che
a+ (−a) = 0.
ICD (Bari) Analisi Matematica 20 / 57
MoltiplicazioneR2): E definita in Q l’operazione di moltiplicazione · tale che
per ogni a, b ∈ Q, a · b = b · a;
per ogni a, b, c ∈ Q, (a · b) · c = a · (b · c);esiste 1 ∈ Q tale che
∀a ∈ Q a · 1 = a;
per ogni a ∈ Q, a 6= 0 esiste un (unico) elemento di Q, indicato con
a−1 o con 1a (inverso o reciproco di a), tale che
a · a−1 = 1 a · 1a= 1.
per ogni a, b, c ∈ Q, a · (b+ c) = a · b+ a · c.ICD (Bari) Analisi Matematica 21 / 57
Osservazioni
in Q + e · sono definite nel seguente modo:
n
m+r
s=ns+mr
ms
n
m· rs=n · rm · s
.
Le proprieta R1) ed R2) permettono di definire tutte le operazioni:I per ogni a, b ∈ Q a− b = a+ (−b)I per ogni a, b ∈ Q, b 6= 0 a : b = a · b−1
Rappresentazione geometrica di Q:
0 1 2 3
5/2−5/2
−1−2−3
ICD (Bari) Analisi Matematica 22 / 57
Relazione d’ordine in Q
Una relazione d’ordine ≤ su un insieme X e una relazione tale che
per ogni a ∈ X a ≤ a;
per ogni a, b ∈ X a ≤ b, b ≤ a ⇒ a = b;
per ogni a, b, c ∈ X a ≤ b, b ≤ c ⇒ a ≤ c.La relazione ≤ si dice di totale ordine se per ogni a, b ∈ X a ≤ b oppure
b ≤ a.
R3): E definita in Q una relazione di totale ordine minore o uguale (≤)
tale che
per ogni a, b, c ∈ Q a ≤ b ⇒ a+ c ≤ b+ c;
per ogni a, b, c ∈ Q, 0 ≤ c a ≤ b ⇒ a · c ≤ b · c .
ICD (Bari) Analisi Matematica 23 / 57
Campi ordinati
Notazioni:
a ≥ b ⇔ b ≤ a
a < b ⇔ a ≤ b, a 6= b
a > b ⇔ a ≥ b, a 6= b
Ogni insieme che verifica le proprieta R1) R2) R3) si dice campo ordinato.
Q e un campo ordinato;
R e un campo ordinato.
ICD (Bari) Analisi Matematica 24 / 57
Quali sono allora le proprieta che distinguono Q da R? Perche e stato
necessario ampliare Q?
Q non e adeguato a misurare le lunghezze: abbiamo gia visto che la
misura della diagonale di un quadrato non puo essere espressa
mediante un numero razionale.
Dal punto di vista geometrico: dopo aver “occupato” i punti della
retta con tutti i numeri razionali, su di essa rimangono dei posti vuoti.
Si e dovuto ampliare Q in modo da avere ancora un campo ordinato i
cui elementi siano in corrispondenza biunivoca con i punti della retta:
R verifica questa proprieta.
ICD (Bari) Analisi Matematica 25 / 57
Regole di calcoloEsaminiamo alcune proprieta dei numeri reali, conseguenze di R1) R2)
R3).
Per ogni a ∈ Ra · 0 = 0.
Per ogni a, b ∈ R
a · b = 0⇒ a = 0 oppure b = 0.
Dalle precedenti proprieta si ottiene la legge di annullamento del prodotto:
per ogni a, b ∈ R
a · b = 0⇔ a = 0 oppure b = 0.
ICD (Bari) Analisi Matematica 26 / 57
Regole di calcolo
Proprieta degli opposti:
Per ogni a ∈ R−(−a) = a.
Per ogni a, b ∈ R(−a) · b = −(a · b).
Per ogni a, b ∈ Ra · (−b) = −(a · b).
Per ogni a, b ∈ R(−a) · (−b) = a · b.
ICD (Bari) Analisi Matematica 27 / 57
Regole di calcolo
Proprieta dei reciproci:
Per ogni a ∈ R a 6= 011a
= a.
Per ogni a, b ∈ R a, b 6= 0
1
a · b=
1
a· 1b.
Per ogni a ∈ R a 6= 01
−a= −1
a.
ICD (Bari) Analisi Matematica 28 / 57
Regole di calcolo
Proprieta delle uguaglianze:
Per ogni a, b, c ∈ R
a+ b = c⇔ a = c− b.
Per ogni a, b, c ∈ R a 6= 0
a · b = c⇔ b =c
a.
Risoluzione dell’equazione di primo grado: per ogni a, b ∈ R, a 6= 0
ax+ b = 0⇔ ax = −b⇔ x = − ba.
ICD (Bari) Analisi Matematica 29 / 57
Regole di calcolo
Regole di semplificazione:
Per ogni a, b, c ∈ R
a± c = b± c⇔ a = b.
Per ogni a, b, c ∈ R, c 6= 0
a · c = b · c⇔ a = b.
Per ogni a, b, c ∈ R, c 6= 0
a
c=b
c⇔ a = b.
ICD (Bari) Analisi Matematica 30 / 57
Regole di calcolo
Conseguenze delle proprieta della relazione d’ordine:
Per ogni a, b, c ∈ R
a+ b ≤ c ⇒ a ≤ c− b;a ≤ b+ c ⇒ a− c ≤ b.
E possibile “trasportare” un addendo da un membro all’altro di una
disuguaglianza “cambiandolo di segno”.
Si ricava che:
Per ogni a, b ∈ R
a ≤ b ⇒ −b ≤ −a;0 ≤ a ⇒ −a ≤ 0;
a ≤ 0 ⇒ 0 ≤ −a.
ICD (Bari) Analisi Matematica 31 / 57
Regole di calcolo
Conseguenze delle proprieta della relazione d’ordine:
Per ogni a, b, c ∈ R
a < b, c > 0 ⇒ a · c < b · c;a ≤ b, c ≤ 0 ⇒ a · c ≥ b · c;a < b, c < 0 ⇒ a · c > b · c.
Moltiplicando ambo i membri di una disuguaglianza per uno stesso
numero si ottiene una disuguaglianza dello stesso segno se il numero e
positivo, di segno opposto se il numero e negativo.
ICD (Bari) Analisi Matematica 32 / 57
Regole di calcolo
Disequazioni di primo grado: per ogni a, b ∈ R, a > 0
ax+ b ≥ 0 ⇔ ax ≥ −b ⇔ x ≥ − ba ;
ax+ b > 0 ⇔ ax > −b ⇔ x > − ba ;
ax+ b ≤ 0 ⇔ ax ≤ −b ⇔ x ≤ − ba ;
ax+ b < 0 ⇔ ax < −b ⇔ x < − ba .
ICD (Bari) Analisi Matematica 33 / 57
Regole di calcolo
Regola dei segni:
per ogni a, b ∈ R
0 ≤ a, 0 ≤ b ⇒ 0 ≤ a · b;0 ≤ a, b ≤ 0 ⇒ a · b ≤ 0;
a ≤ 0, b ≤ 0 ⇒ 0 ≤ a · b.
Il prodotto di due numeri e positivo se i numeri hanno le stesso segno,
negativo se i numeri hanno segno opposto.
Le proprieta precedenti continuano a valere se si sostituisce ovunque ≤con <.
ICD (Bari) Analisi Matematica 34 / 57
Regole di calcolo
Ricordiamo che per ogni a ∈ R si definisce a2 = a · a.
Proprieta dei quadrati e dei reciproci:
per ogni a ∈ R
a2 ≥ 0
a2 = 0 ⇔ a = 0;
per ogni a ∈ R
a > 0 ⇒ 1
a> 0
a < 0 ⇒ 1
a< 0.
ICD (Bari) Analisi Matematica 35 / 57
Intervalli
Sottoinsiemi di R che sulla retta corrispondono a segmenti: intervalli
limitati.
Siano a, b ∈ R, a ≤ b.
[a, b] = {x ∈ R | a ≤ x ≤ b}
(a, b) = {x ∈ R | a < x < b}
(a, b] = {x ∈ R | a < x ≤ b}
[a, b) = {x ∈ R | a ≤ x < b}
ICD (Bari) Analisi Matematica 36 / 57
Intervalli
Sottoinsiemi di R che sulla retta corrispondono a semirette: intervalli
illimitati.
Sia a ∈ R.
[a,+∞) = {x ∈ R | x ≥ a}
(a,+∞) = {x ∈ R | x > a}
(−∞, a] = {x ∈ R | x ≤ a}
(−∞, a) = {x ∈ R | x < a}
Semiretta positiva: R+ = (0,+∞)
Semiretta negativa: R− = (−∞, 0)R∗ = R \ {0} = R+ ∪ R−
ICD (Bari) Analisi Matematica 37 / 57
Insiemi limitati
Definizione
Sia E ⊆ R, E 6= ∅. E si dice
limitato superiormente se esiste M ∈ R tale che
per ogni x ∈ E x ≤M ;
limitato inferiormente se esiste m ∈ R tale che
per ogni x ∈ E m ≤ x;
limitato se e limitato sia superiormente che inferiormente cioe se
esistono m,M ∈ R tali che
per ogni x ∈ E m ≤ x ≤M.
ICD (Bari) Analisi Matematica 38 / 57
Massimo e minimo
Definizione
Sia E ⊆ R, E 6= ∅.Un numero reale x e il massimo di E (e si denota con maxE) se
I x ∈ E;I per ogni x ∈ E x ≤ x;
Un numero reale x e il minimo di E (e si denota con minE) seI x ∈ E;I per ogni x ∈ E x ≤ x;
Quindi
E ammette massimo ⇒ E e limitato superiormente
E ammette minimo ⇒ E e limitato inferiormente
ICD (Bari) Analisi Matematica 39 / 57
Estremo superiore e inferiore
Esistono insiemi limitati che non ammettono massimo e/o minimo.
Definizione
Sia E ⊆ R, E 6= ∅.Un numero reale K e un maggiorante di E se
per ogni x ∈ E x ≤ K.
Un numero reale K e un minorante di E se
per ogni x ∈ E K ≤ x.
ICD (Bari) Analisi Matematica 40 / 57
Estremo superiore e inferiore
Definizione
Sia E ⊆ R, E 6= ∅.Se esiste il minimo dell’insieme dei maggioranti di E, esso si chiama
estremo superiore di E e si denota con supE.
supE = min {K ∈ R | K e un maggiorante di E}
Se esiste il massimo dell’insieme dei minoranti di E, esso si chiama
estremo inferiore di E e si denota con inf E.
inf E = max {K ∈ R | K e un minorante di E}
Se x = maxE allora x = supE.
Se x = minE allora x = inf E.
ICD (Bari) Analisi Matematica 41 / 57
Completezza di R
Esempi
Esempio importante:
E = {x ∈ Q | x ≥ 0, x2 < 2}
E e limitato superiormente, se supE esiste allora verifica x2 = 2.
Quindi supE non esiste in Q ma esiste in R (ed e√2).
Un insieme X (totalmente ordinato) verifica la proprieta dell’estremo
superiore se
R4): ogni E ⊆ X non vuoto e limitato superiormente ammette estremo
superiore supE ∈ X.
ICD (Bari) Analisi Matematica 42 / 57
Definizione assiomatica di R
Teorema
Esiste un insieme che verifica le proprieta R1), R2), R3), R4), ossia un
campo ordinato che ha la proprieta dell’estremo superiore.
Tale insieme si denota con R.
R e una rappresentazione adeguata dell’idea di retta. Usando R4) (in
una forma equivalente) si prova che R e la retta r sono in
corrispondenza biunivoca cioe ad ogni punto di r corrisponde un
unico numero reale e viceversa. Cio permette di identificare r e R e di
parlare di retta reale.
ICD (Bari) Analisi Matematica 43 / 57
Valore assoluto
Definizione
Si chiama valore assoluto di un numero reale a, e si indica con il simbolo
|a|, il numero reale non negativo definito come
|a| =
{a se a ≥ 0
−a se a < 0.
Se a, b ∈ R, |a− b| rappresenta la distanza dei due punti a e b sulla retta
reale.
Sia a ∈ R+. Allora
|x| ≤ a⇔ −a ≤ x ≤ a⇔ x ∈ [−a, a];|x| ≥ a⇔ x ≤ −a oppure x ≥ a⇔ x ∈ (−∞, a] ∪ [a,+∞).
ICD (Bari) Analisi Matematica 44 / 57
Radice n–esima
Una conseguenza della proprieta R4).
Ricordiamo che per ogni x ∈ R ed n ∈ N \ {0} xn = x · · · · · x︸ ︷︷ ︸n volte
.
Teorema (esistenza della radice n-esima)
Sia y ∈ R, y > 0 e n ∈ N, n ≥ 1. Esiste uno ed un solo numero reale
x > 0 tale che
xn = y.
Tale numero x si chiama radice n–esima di y e si denota con il simbolo
n√y oppure y
1n .
Si noti che per ogni y ∈ R √y2 = |y|.
ICD (Bari) Analisi Matematica 45 / 57
Radice n–esima
Cosa accade se y ≤ 0?
Se y = 0 e n ∈ N \ {0}, l’eq. xn = 0 ammette come unica sol. x = 0.
Dato y ∈ R, y < 0 e n pari, l’eq. xn = y non ammette sol.
Dato y ∈ R, y < 0 e n dispari, osserviamo che(− n√(−y)
)n= (−1)n ·
(n√
(−y))n
= −(−y) = y
cioe x = − n√(−y) risolve l’eq. xn = y.
Quindi ha senso definire la radice n–esima di y come
n√y = − n
√(−y).
ICD (Bari) Analisi Matematica 46 / 57
Rappresentazione decimale della radice n-esima
Cerchiamo l’allineamento decimale di√2:√2 = a0, a1a2a3 . . .
12 = 1 22 = 4 ⇒ a0 = 1
(1, 4)2 = 1, 96 (1, 5)2 = 2, 25 ⇒ a1 = 4
(1, 41)2 = 1, 9881 (1, 42)2 = 2, 0164 ⇒ a2 = 1
. . . . . . . . . . . .
Sia
E− = {1, 1, 4, 1, 41, . . .}.
E− e limitato superiormente (2 e un maggiorante) quindi ammette
estremo superiore.
Si prova che √2 = supE−.
ICD (Bari) Analisi Matematica 47 / 57
PotenzeDati a, r ∈ R si definisce la potenza di base a ed esponente r e si scrive
ar.
Caso in cui r e un numero intero.
I Se a ∈ R e r ∈ Z, r > 0
ar = a · · · · · a︸ ︷︷ ︸r volte
.
I Se a ∈ R \ {0} e r ∈ Z, r < 0 (in tal caso −r > 0)
ar =1
a−r.
I Se a ∈ R \ {0} si definisce
a0 = 1.
ICD (Bari) Analisi Matematica 48 / 57
Potenze
Caso in cui r e un numero razionale.
I Se a ∈ R+ e r ∈ Q, r = mn , m ∈ Z, n ∈ N \ {0}
ar = amn = (am)
1n = n
√am.
I La base a puo essere negativa solo in certi casi: sia a ∈ R− e r ∈ Q,
r = mn , m ∈ Z, n ∈ N \ {0}, n dispari
ar = amn = n
√(am).
ICD (Bari) Analisi Matematica 49 / 57
Potenze
Caso in cui l’esponente e un numero reale.
I Se a > 1 e b ∈ R+, b = b0, b1b2 · · · bn · · · , allora
ab = sup{ab0,b1b2···bn | n ∈ N
}.
I Se 0 < a < 1 (in tal caso 1/a > 1) e b > 0, allora
ab =1(1
a
)b.
I Se a > 0, a 6= 1 e b < 0 (in tal caso −b > 0)
ab =1
a−b.
ICD (Bari) Analisi Matematica 50 / 57
Proprieta algebriche delle potenze
Siano a, b reali positivi, c, d reali qualsiasi
I a0 = 1 per ogni a 6= 0; 1c = 1 per ogni c;I ac > 0 per ogni c;I ac+d = ac · ad;I ac−d = ac/ad;I (ab)c = ab·c;I (a · b)c = ac · bc;I (a/b)c = ac/bc.
ICD (Bari) Analisi Matematica 51 / 57
Logaritmo
I logaritmi sono legati alle soluzioni delle eq. del tipo ax = y (ove
l’incognita e x).
Teorema
Siano a, y ∈ R+, a 6= 1. Allora esiste uno ed un solo x ∈ R tale che
ax = y.
La soluzione di tale equazione si chiama logaritmo in base a di y e si
indica con il simbolo loga y.
ICD (Bari) Analisi Matematica 52 / 57
Se y ≤ 0 l’eq. ax = y non ha soluzione.
Se a = 1 l’eq. ax = y non ha soluzione se y 6= 1, ha infinite soluzioni
se y = 1.
Proprieta algebriche dei logaritmi: per ogni a, b > 0, x, y > 0
I aloga x = x;I loga(x · y) = loga x+ loga y;I loga(x/y) = loga x− loga y;I loga x
y = y loga x y ∈ R;I logb x = loga x/ loga b;I loga a = 1;I loga 1 = 0.
ICD (Bari) Analisi Matematica 53 / 57
Seno, coseno, tangente
In un sistema di riferimento cartesiano ortonormale, si consideri la
circonferenza goniometrica (indicata con C), cioe la circonferenza
avente centro nell’origine e raggio 1 (di equazione x2 + y2 = 1).
Un numero x ∈ [0, 2π[ si dice ampiezza dell’angolo AOP se x e la
lunghezza dell’arco AP , ove A = (1, 0).
AO
P
ICD (Bari) Analisi Matematica 54 / 57
Seno, coseno, tangente
Si definiscono coseno e seno di x (e si scrive cosx e senx) come le
coordinate del punto P :
P = (cosx, senx).
Si possono definire senx e cosx per ogni x ∈ R, nel seguente modo:{cos(x+ 2kπ) = cosx ∀x ∈ [0, 2π[, ∀k ∈ Zsen(x+ 2kπ) = senx ∀x ∈ [0, 2π[, ∀k ∈ Z.
Si definisce la tangente di x (e si scrive tg x) come
tg x =senx
cosxx 6= π
2+ kπ, k ∈ Z.
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Alcuni valori da ricordare
gradi 0 30◦ 45◦ 60◦ 90◦ 180◦ 270◦ 360◦
radianti 0 π/6 π/4 π/3 π/2 π 3/2π 2π
radianti 0 π/6 π/4 π/3 π/2 π 3/2π 2π
seno 0 1/2√2/2
√3/2 1 0 −1 0
coseno 1√3/2
√2/2 1/2 0 −1 0 1
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Proprieta di seno e coseno
Per ogni x, y ∈ R| cosx| ≤ 1, | senx| ≤ 1;
sen2 x+ cos2 x = 1;
cos(x± y) = cosx cos y ∓ senx sen y;
sen(x± y) = senx cos y ± cosx sen y;
sen2 x = (1− cos(2x))/2;
cos2 x = (1 + cos(2x))/2;
sen(2x) = 2 senx cosx;
cos(2x) = cos2 x− sen2 x = 1− 2 sen2 x = 2 cos2 x− 1.
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