Prove scritte di Analisi Matematica 1 -...
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Michele Campiti
Prove scritte di
Analisi Matematica 1Ingegneria Industriale
a.a. 2012–2013
x
y
f
g
0
1
La funzione seno e la funzione esponenziale
Raccolta delle tracce di “Analisi Matematica 1” per Ingegneria Industriale, Facolta di
Ingegneria, Universita del Salento
1
Facolta di Ingegneria, LeccePrima prova di esonero di Analisi Matematica I12 dicembre 2012, A
Foglio 1
1. Determinare le soluzioni della seguente equazione:
z5 + z = 0
e rappresentarle geometricamente.
2. Studiare la convergenza della seguente serie numerica:
+∞∑n=0
(−1)nnn(1 + sinn)
n! 3n.
Foglio 2
3. Studiare il seguente limite:
limx→0
√1 + log(1 + x)− cosx
x.
4. Studiare il seguente limite:
limx→+∞
x3(1 + sin2 x)√1 + ex
.
Foglio 3
5. Teoria: Teoremi di confronto per i limiti (dim.).
6. Teoria: Serie a termini positivi e proprieta di regolarita. Criterio diRaabe e di condensazione.
2
Cenni sulla soluzione della prima prova di esonero di AnalisiMatematica I12 dicembre 2012, A
1. Si puo scrivere z(z4+1) = 0 e quindi le soluzioni sono z = 0 e le radiciquarte di −1 = cosπ + i sinπ, che sono date dalla formula
wk = cosπ + 2kπ
4+ i sin
π + 2kπ
4, k = 0, 1, 2, 3 .
La rappresentazione geometrica prevede l’origine e il quadrato di ver-tici (±
√2/2,±
√2/2).
2. Si tratta di una serie a segni alterni. Per quanto riguarda l’assolutaconvergenza, si osserva che
nn(1 + sinn)
n! 3n≤ 2
nn
n! 3n
e la serie∑+∞
n=1 2nn
n! 3n e convergente in quanto, dal criterio del rappor-to,
limn→+∞
2(n+ 1)n+1
(n+ 1)! 3n+1
n! 3n
2nn= lim
n→+∞
1
3
(n+ 1)n(n+ 1)
nn
n!
(n+ 1)!
=1
3lim
n→+∞
(n+ 1
n
)n
=e
3< 1 .
Pertanto, per il teorema di confronto per le serie a termini positivi, laserie assegnata e assolutamente convergente e quindi convergente.
3. Usando i limiti notevoli:
limx→0
√1 + log(1 + x)− cosx
x= lim
x→0
√1 + log(1 + x)− 1
x+
1− cosx
x
= limx→0
√1 + log(1 + x)− 1
log(1 + x)
log(1 + x)
x=
1
2.
4. Il termine x3 e un infinito di ordine 3 mentre il denominatore e uninfinito di ordine arbitrariamente grande in quanto composto da uninfinito di ordine arbitrariamente grande (la funzione 1 + ex) e uninfinito di ordine 1/2 (la funzione radice). Pertanto
limx→+∞
x3√1 + ex
.
Poiche ∣∣∣∣x3(1 + sin2 x)√1 + ex
∣∣∣∣ ≤ 2x3√1 + ex
,
anche il limite assegnato e uguale a 0.
3
Facolta di Ingegneria, LeccePrima prova di esonero di Analisi Matematica I12 dicembre 2012, B
Foglio 1
1. Determinare le soluzioni della seguente equazione:
z3 − iz = 0
e rappresentarle geometricamente.
2. Studiare la convergenza della seguente serie numerica:
+∞∑n=0
(−1)nnn+1(1 + cosn)
(n+ 1)! 22n.
Foglio 2
3. Studiare il seguente limite:
limx→0
etanx√1 + x− 1
x.
4. Studiare il seguente limite:
limx→+∞
(1 + cos2 x)ex√1 + x4
.
Foglio 3
5. Teoria: Teorema sul limite delle funzioni composte (dim.). Ordinedella funzione composte di due infinitesimi o infiniti.
6. Teoria: Serie assolutamente convergenti e proprieta. Criterio sull’or-dine di infinitesimo.
4
Cenni sulla soluzione della prima prova di esonero di AnalisiMatematica I12 dicembre 2012, B
1. L’equazione si puo scrivere z(z2 − i) = 0 e quindi ha come soluzioniz = 0 e le radici quadrate di i = cosπ/2+ i sinπ/2, che sono date dallaformula
wk = cosπ/2 + 2kπ
2+ i sin
π/2 + 2kπ
2, k = 0, 1 ,
da cui w0 =√2/2 + i
√2/2, w1 = −
√2/2 − i
√2/2. Le soluzioni si
trovano sulla bisettrice del primo e del terzo quadrante e sono costituitedall’origine e due punti simmetrici.
2. Si tratta di una serie a segni alterni. Per studiare l’assoluta conver-genza si osserva che la serie
+∞∑n=0
nn+1
(n+ 1)! 22n
e convergente in quanto dal criterio dal rapporto
limn→+∞
(n+ 1)n+2
(n+ 2)! 22(n+1)
(n+ 1)! 22n
nn+1= lim
n→+∞
(n+ 1)n+2
nn+1
22n
22(n+1)
(n+ 1)!
(n+ 2)!
= limn→+∞
(n+ 1
n
)n+1 n+ 1
4(n+ 2)= lim
n→+∞
1
4
(1 +
1
n
)n(1 +
1
n
)=
e
4< 1.
Poichenn+1(1 + cosn)
(n+ 1)! 22n≤ 2
nn+1
(n+ 1)! 22n,
anche la serie assegnata e assolutamente convergente e quindi conver-gente.
3. Usando i limiti notevoli
limx→0
etanx√1 + x− 1
x= lim
x→0
etanx(√1 + x− 1)
x+
etanx − 1
x
= limx→0
√1 + x− 1
x+
etanx − 1
tanx
tanx
x=
1
2+ 1 =
3
2.
4. Risulta limx→+∞ex√1+x4
= +∞ in quanto il numeratore e un infinito
di ordine arbitrariamente grande mentre il denominatore e un infinitodi ordine 2 e l funzione e positiva. Poiche
(1 + cos2 x)ex√1 + x4
≥ ex√1 + x4
anche il limite assegnato e uguale a +∞.
5
Facolta di Ingegneria, BrindisiPrima prova di esonero di Analisi Matematica I14 dicembre 2012, A
Foglio 1
1. Determinare le soluzioni della seguente equazione:
z4 + iz = 0
e rappresentarle geometricamente.
2. Studiare la convergenza della seguente serie numerica:
+∞∑n=1
(−1)nlog nn
n3/2.
3. Studiare il seguente limite:
limx→0
√1 + x2 − cosx
xlog x .
Foglio 2
4. Teoria: Teorema di unicita del limite (dim.) e proprieta di permanenzadel segno.
5. Teoria: Serie armonica e serie geometrica. Proprieta di convergenza.
6
Cenni sulla soluzione della prima prova di esonero di AnalisiMatematica I14 dicembre 2012, A
1. Si ha z(z3 + i) = 0 e quindi le soluzioni sono z = 0 e le radici terze di−i = cos 3π/2 + i sin 3π/2 e sono date da
wk = cos3π/2 + 2kπ
3+ i sin
3π/2 + 2kπ
3, k = 0, 1, 2 ,
e quindi sono w0 = cosπ/2+i sinπ/2 = i, w1 = cos 7π/6+i sin 7π/6 =−1/2− i
√3/2, w2 = cos 11π/6+ i sin 11π/6 = −1/2+ i
√3/2. Geome-
tricamente sono rappresentate dall’origine e dai vertici di un triangoloequilatero sulla circonferenza di centro l’origine e raggio 1.
2. Si ha log nn/n3/2 = n log n/n3/2 = log n/n1/2 e quindi la serie e atermini di segno alterno e il termine generale e un infinitesimo di ordineminore di 1/2 e maggiore di 1/2 − ε per ogni 0 < ε < 1/2. Quindi laserie e assolutamente divergente. La convergenza invece e assicuratadal criterio di Leibnitz.
3. Nel punto 0 si ha√1 + x2 − cosx =
√1 + x2 − 1+ 1− cosx ∼ x2/2+
x2/2 = x2 e quindi
√1 + x2 − cosx
x∼ x2
x= x
e un infinitesimo di ordine 1. Poiche log x e un infinito di ordinearbitrariamente piccolo, il limite assegnato e uguale a 0.
7
Facolta di Ingegneria, BrindisiPrima prova di esonero di Analisi Matematica I14 dicembre 2012, B
Foglio 1
1. Determinare le soluzioni della seguente equazione:
z4 − iz = 0
e rappresentarle geometricamente.
2. Studiare la convergenza della seguente serie numerica:
+∞∑n=1
(−1)n log n log(cos 1/n) .
3. Studiare il seguente limite:
limx→0+
tan3 x2 − e−1/x
x9.
Foglio 2
4. Teoria: Teoremi sul limite delle funzioni monotone (caso reale e infi-nito).
5. Teoria: Criterio di Raabe e serie armonica generalizzata.
8
Cenni sulla soluzione della prima prova di esonero di AnalisiMatematica I14 dicembre 2012, B
1. Si ha z(z3 − i) = 0 e quindi le soluzioni sono z = 0 e le radici terze dii = cosπ/2 + i sinπ/2 e sono date da
wk = cosπ/2 + 2kπ
3+ i sin
π/2 + 2kπ
3, k = 0, 1, 2 ,
e quindi sono w0 = cosπ/6+i sinπ/6 = 1/2+isqrt3/2, w1 = cos 5π/6+i sin 5π/6 = 1/2 − i
√3/2, w2 = cos 3π/2 + i sin 3π/2 = −i. Geome-
tricamente sono rappresentate dall’origine e dai vertici di un triangoloequilatero sulla circonferenza di centro l’origine e raggio 1.
2. Poiche 0 < 1/n ≤ 1, si ha 0 < cos 1/n ≤ 1 e quindi log(cos 1/n) ≤0. Conseguentemente la serie e a termini di segno alterno. Inoltrelog(cos 1/n) = log(1 + (cos 1/n − 1)) ∼ cos 1/n − 1 ∼ −1/(2n2) equindi, a causa del termine log n, il termine generale della serie e uninfinitesimo di ordine minore di 2 ma maggiore di 2−ε per ogni 0 < ε <2. Segue che la serie e assolutamente convergente e quindi convergente.
3. Poiche, nel punto 0+, tan3 x2 ∼ (x2)3 = x6 e e−1/x e un infinitesimo diordine arbitrariamente grande, il numeratore e equivalente a tan3 x2 ∼x6 e quindi dalla regola di sostituzione il limite e uguale a +∞.
9
Facolta di Ingegneria Industriale, BrindisiSeconda prova di esonero di Analisi Matematica I5 febbraio 2013, A
Foglio 1
1. Studiare la seguente funzione e tracciarne approssimativamente il gra-fico:
f(x) = x e|x2−1| .
2. Calcolare il seguente integrale definito:∫ π/2
0sin2 8x sin 5x dx .
3. Studiare la convergenza del seguente integrale improprio:∫ +∞
0
√x+ log(1 + x)
x(x2 + 1)dx .
Foglio 2
4. Teoria: Punti di disocntinuita e classificazione.
5. Teoria: Teorema di Cauchy (con dim.).
10
Facolta di Ingegneria Industriale, BrindisiSeconda prova di esonero di Analisi Matematica I5 febbraio 2013, B
Foglio 1
1. Studiare la seguente funzione e tracciarne approssimativamente il gra-fico:
f(x) = (x2 − 1) e|x| .
2. Calcolare il seguente integrale definito:∫ π/2
0cos2 6x sin 7x dx .
3. Studiare la convergenza del seguente integrale improprio:∫ +∞
0
√x+ arctan2 x
x(x+ 1)dx .
Foglio 2
4. Teoria: Funzioni uniformemente continue e teorema di Cantor.
5. Teoria: Teorema di Lagrange (con dim.).
11
Facolta di IngegneriaSeconda prova di esonero di Analisi Matematica I6 febbraio 2013, A
Foglio 1
1. Studiare la seguente funzione e tracciarne approssimativamente il gra-fico:
f(x) =
√x2 − 6x− 7
x− 1.
Foglio 2
2. Calcolare il seguente integrale definito:∫ 1
0x5 ex dx .
3. Studiare la convergenza del seguente integrale improprio:∫ +∞
0
log (1 + 3√x) +
√x
x4/3dx .
Foglio 3
4. Teoria: Teorema di Weierstrass (con dim.).
5. Teoria: Regole di l’Hopital.
12
Facolta di IngegneriaSeconda prova di esonero di Analisi Matematica I6 febbraio 2013, B
Foglio 1
1. Studiare la seguente funzione e tracciarne approssimativamente il gra-fico:
f(x) =
√x2 − 3x
x+ 3.
Foglio 2
2. Calcolare il seguente integrale definito:∫ e
1log7 x dx .
3. Studiare la convergenza del seguente integrale improprio:∫ +∞
0
√x+ x2
ex log(1 + x)dx .
Foglio 3
4. Teoria: Formula di Taylor con il resto di Peano.
5. Teoria: Teorema fondamentale del calcolo integrale (con dim.).
13
Facolta di Ingegneria, LecceProva scritta di Analisi Matematica I11 febbraio 2013, A
Foglio 1
1. Studiare la seguente funzione e tracciarne approssimativamente il gra-fico:
f(x) =e|x|−1
x2 + 1.
Foglio 2
2. Calcolare le radici quarte del numero complesso
z =(1 +
√3i)6
(1− i)4.
3. Studiare la convergenza della seguente serie numerica:
+∞∑n=1
(−1)nlog n log
(1 + 1√
n
)n
.
Foglio 3
4. Calcolare il seguente integrale:∫sin3 x
1 + cos3 xdx .
14
Facolta di Ingegneria, LecceProva scritta di Analisi Matematica I11 febbraio 2013, B
Foglio 1
1. Studiare la seguente funzione e tracciarne approssimativamente il gra-fico:
f(x) =ex
2−1
|x|+ 1.
Foglio 2
2. Calcolare le radici quarte del numero complesso
z =(√3 + i)6
(1 + i)8.
3. Studiare la convergenza della seguente serie numerica:
+∞∑n=1
(−1)nlog(n+ 1) log
(1 + 1
n
)√n
.
Foglio 3
4. Calcolare il seguente integrale:∫cos3 x
1 + sin3 xdx .
15
Facolta di Ingegneria Industriale, BrindisiProva scritta di Analisi Matematica I12 febbraio 2013, A
Foglio 1
1. Studiare la seguente funzione e tracciarne approssimativamente il gra-fico:
f(x) =e|x|
x2 + 1.
Foglio 2
2. Calcolare le radici terze del numero complesso
z =(1 +
√3i)6
(1− i)4.
3. Studiare la convergenza della seguente serie numerica:
+∞∑n=1
(−1)n log
(1 +
1
n√n
).
Foglio 3
4. Calcolare il seguente integrale:∫sin3 x
2 + cosxdx .
16
Facolta di Ingegneria Industriale, BrindisiProva scritta di Analisi Matematica I12 febbraio 2013, B
Foglio 1
1. Studiare la seguente funzione e tracciarne approssimativamente il gra-fico:
f(x) =ex
2
|x|+ 1.
Foglio 2
2. Calcolare le radici terze del numero complesso
z =(√3 + i)6
(1 + i)8.
3. Studiare la convergenza della seguente serie numerica:
+∞∑n=1
(−1)n(e1/(n
√n) − 1
).
Foglio 3
4. Calcolare il seguente integrale:∫cos3 x
2− sinxdx .
17
Facolta di Ingegneria, LecceProva scritta di Analisi Matematica I25 febbraio 2013, A
Foglio 1
1. Studiare la seguente funzione e tracciarne approssimativamente il gra-fico:
f(x) = arctan|x2 − 1|
x.
Foglio 2
2. Determinare i numeri complessi che soddisfano la seguente equazione:
z |z|4 − z2 = 0 .
3. Studiare la convergenza della seguente serie numerica:
+∞∑n=1
(−1)n log n(log
(2 + n2
)− log
(1 + n2
)).
Foglio 3
4. Calcolare il seguente integrale indefinito:∫e2x − 1
e2x + 1dx .
18
Facolta di Ingegneria, LecceProva scritta di Analisi Matematica I25 febbraio 2013, B
Foglio 1
1. Studiare la seguente funzione e tracciarne approssimativamente il gra-fico:
f(x) = arctanx2 − 1
|x|.
Foglio 2
2. Determinare i numeri complessi che soddisfano la seguente equazione:
z |z|6 − z3 = 0 .
3. Studiare la convergenza della seguente serie numerica:
+∞∑n=1
(−1)n log
(1 +
1
n
)(log (2 + n)− log (1 + n)) .
Foglio 3
4. Calcolare il seguente integrale indefinito:∫e2x + 1
e2x − 1dx .
19
Facolta di Ingegneria Industriale, BrindisiProva scritta di Analisi Matematica I27 febbraio 2013, A
Foglio 1
1. Studiare la seguente funzione e tracciarne approssimativamente il gra-fico:
f(x) = arctan|x− 1| − 1
x.
Foglio 2
2. Determinare i numeri complessi che soddisfano la seguente equazione:
z − |z|2 = 0 .
3. Studiare la convergenza della seguente serie numerica:
+∞∑n=1
(−1)n sin31√n.
Foglio 3
4. Calcolare il seguente integrale indefinito:∫ex − 1
e2x + 1dx .
20
Facolta di Ingegneria Industriale, BrindisiProva scritta di Analisi Matematica I27 febbraio 2013, B
Foglio 1
1. Studiare la seguente funzione e tracciarne approssimativamente il gra-fico:
f(x) = arctan|x+ 2| − 2
x.
Foglio 2
2. Determinare i numeri complessi che soddisfano la seguente equazione:
z − |z|2 = 0 .
3. Studiare la convergenza della seguente serie numerica:
+∞∑n=1
(−1)n log3(1 +
1√n
).
Foglio 3
4. Calcolare il seguente integrale indefinito:∫ex + 1
e2x − 1dx .
21
Facolta di Ingegneria, LecceProva scritta di Analisi Matematica I15 aprile 2013, A
Foglio 1
1. Studiare la seguente funzione e tracciarne approssimativamente il gra-fico:
f(x) = e|x2−1|
x .
Foglio 2
2. Determinare le radici terze del numero complesso:
z = −(i− 1)2(√3 + i)3
(1 + i)4.
3. Studiare la convergenza della seguente serie numerica:
+∞∑n=1
(−1)n(log
(1 +
1
n2
)− sin
1
n3
).
Foglio 3
4. Calcolare il seguente integrale indefinito:∫cos2 x− 1
cos3 x+ 1sinx dx .
22
Facolta di Ingegneria, LecceProva scritta di Analisi Matematica I15 aprile 2013, B
Foglio 1
1. Studiare la seguente funzione e tracciarne approssimativamente il gra-fico:
f(x) = ex2
|x−1| .
Foglio 2
2. Determinare le radici quarte del numero complesso:
z = −(i− 1)3(√3 + i)6
(1 + i)5.
3. Studiare la convergenza della seguente serie numerica:
+∞∑n=1
(−1)n(e1/n
3 − cos1
n2
).
Foglio 3
4. Calcolare il seguente integrale indefinito:∫log2 x− 1
log3 x+ 1
1
xdx .
23
Facolta di Ingegneria Industriale, BrindisiProva scritta di Analisi Matematica I22 aprile 2013, A
Foglio 1
1. Studiare la seguente funzione e tracciarne approssimativamente il gra-fico:
f(x) = log|x− 4|
x.
Foglio 2
2. Determinare i numeri complessi che soddisfano la seguente equazione:
z − |z| = 0 .
3. Studiare la convergenza della seguente serie numerica:
+∞∑n=1
(−1)n arctan
(1
n4+
1
n3
).
4. Calcolare il seguente integrale indefinito:∫x3
(x− 1)2(x+ 2)dx .
24
Facolta di Ingegneria Industriale, BrindisiProva scritta di Analisi Matematica I22 aprile 2013, B
Foglio 1
1. Studiare la seguente funzione e tracciarne approssimativamente il gra-fico:
f(x) = log|x− 9|
x.
Foglio 2
2. Determinare i numeri complessi che soddisfano la seguente equazione:
z + |z| = 0 .
3. Studiare la convergenza della seguente serie numerica:
+∞∑n=1
(−1)n sin
(1
n2+
1
n3
).
4. Calcolare il seguente integrale indefinito:∫x3
(x− 1)3dx .
25
Facolta di Ingegneria, LecceProva scritta di Analisi Matematica I3 luglio 2013, A
Foglio 1
1. Studiare la seguente funzione e tracciarne approssimativamente il gra-fico:
f(x) = log|x(x+ 3)||x− 1|
.
Foglio 2
2. Determinare le soluzioni complesse della seguente equazione:
|z + 1|3 = |z − i|3 .
3. Studiare la convergenza della seguente serie numerica:
+∞∑n=1
(−1)nen sinn!
n!.
4. Calcolare il seguente integrale indefinito:∫cos5 x sin2 x dx .
26
Facolta di Ingegneria, LecceProva scritta di Analisi Matematica I3 luglio 2013, A
Foglio 1
1. Studiare la seguente funzione e tracciarne approssimativamente il gra-fico:
f(x) = log|x(x+ 3)||x− 1|
.
Foglio 2
2. Determinare le soluzioni complesse della seguente equazione:
|z + 1|3 = |z − i|3 .
3. Studiare la convergenza della seguente serie numerica:
+∞∑n=1
(−1)nen sinn!
n!.
4. Calcolare il seguente integrale indefinito:∫cos5 x sin2 x dx .
27
Cenni sulla soluzione3 luglio 2013, A
1. Studiare la seguente funzione e tracciarne approssimativamente il gra-fico:
f(x) = log|x(x+ 3)||x− 1|
.
Per l’insieme di definizione bisogna imporre |x(x+3)||x−1| > 0 e |x − 1| =
0. Tenendo presente che il valore assoluto e sempre positivo e che siannulla solo quando il suo argomento si annulla, deve essere x = 0,x = −3 e infine x = 1. Quindi la funzione e definita in
Xf = R \ {−3, 0, 1} .
L’insieme di definizione non e simmetrico ne periodico e quindi nonpossono valere tali proprieta.
La funzione e positiva per |x(x+3)||x−1| ≥ 1 cioe per x(x+3)
x−1 ≥ 1 oppure perx(x+3)x−1 ≤ −1. La prima disequazione e equivalente a (x+1)2
x−1 ≥ 0 ed e
soddisfatta in {−1}∪]1,+∞[. La seconda e equivalente a x2+4x−1x−1 ≤ 0
ed e soddisfatta in ] − ∞,−2 −√5] ∪ [−2 +
√5, 1[. Riassumendo la
funzione e positiva in
]−∞,−2−√5] ∪ {−1} ∪ [−2 +
√5, 1[∪]1,+∞[
ed e negativa in [−2−√5,−3[∪]− 3, 0[∪]0,−2+
√5]. Vi sono interse-
zioni con l’asse x nei punti
A(−2−√5, 0) , B(−1, 0) , C(−2 +
√5, 0) .
La funzione e continua e quindi gli asintoti verticali vanno ricerca-ti nei punti di accumulazione reali non appartenenti all’insieme didefinizione. Si ha
limx→−3
f(x) = −∞ , limx→0
f(x) = −∞ , limx→1
f(x) = +∞ ,
e quindi le rette di equazione x = −3 e x = 0 sono asintoti verticaliin basso mentre la retta di equazione x = 1 e un asintoto verticale inalto.
Inoltre
limx→±∞
f(x) = +∞ , limx→±∞
f(x)
x= 0 ,
e quindi non esistono asintoti orizzontali ne obliqui.
Per quanto riguarda la derivabilita si osserva che il valore assolutonon e derivabile nei punti in cui il suo argomento si annulla, ma tali
28
punti sono esclusi dall’insieme di definizione. Pertanto la funzione ederivabile in Xf e si ha, per ogni x ∈ Xf ,
f ′(x) =1
|x(x+3)||x−1|
D
(|x(x+ 3)||x− 1|
)=
1|x(x+3)||x−1|
|x(x+3)||x−1|x(x+3)x−1
D
(x(x+ 3)
x− 1
)
=x− 1
x(x+ 3)D
(x2 + 3x
x− 1
)=
x− 1
x(x+ 3)
(x− 1)(2x+ 3)− x2 − 3x
(x− 1)2
=x2 − 2x− 3
x(x− 1)(x+ 3).
Il segno della derivata prima e positivo in ] − 3,−1]∪]0, 1[∪[3,+∞[ enegativo in ] − ∞,−3[∪[−1, 0[∪[1, 3[. Quindi f e strettamente cre-scente in ciascuno degli intervalli ] − 3,−1], ]0, 1[ e [3,+∞[ mentre estrettamente decrescente in ciascuno degli intervalli ]−∞,−3[, [−1, 0[e [1, 3[. Il punto −1 e un punto di massimo relativo proprio per f e siha f(−1) = 0; inoltre il punto 3 e di minimo relativo proprio per f esi ha f(3) = log 9.
Non ci sono massimi e minimi assoluti in quanto per la presenzadi asintoti verticali in alto e in basso la funzione non e limitata nesuperiormente ne inferiormente.
Infine f e derivabile due volte in Xf e si ha, per ogni x ∈ Xf ,
f ′′(x) = D
(x2 − 2x− 3
x3 + 2x2 − 3x
)=
−x4 − 4x3 + 18x2 + 12x− 9
(x3 + 2x2 − 3x)2.
Si omette lo studio del segno della derivata seconda per semplicita.
Il grafico approssimativo della funzione e il seguente.
2. Determinare le soluzioni complesse della seguente equazione:
|z + 1|3 = |z − i|3 .
Posto z = x+ iy, il modulo di z + 1 = (x+ 1) + iy e√
(x+ 1)2 + y2,mentre il modulo di z − i = x + i(y − 1) e dato da
√x2 + (y − 1)2.
Quindi (√(x+ 1)2 + y2
)3=
(√x2 + (y − 1)2
)3
da cui (x+1)2+y2 = x2+(y−1)2 e quindi sviluppando x2+2x+1+y2 =x2 + y2 − 2y + 1; semplificando si ottiene x = −y e quindi le soluzionisono date da tutti i numeri complessi z = x(1− i) con x ∈ R.
29
3. Studiare la convergenza della seguente serie numerica:
+∞∑n=1
(−1)nen sinn!
n!.
La serie e a segni di segno arbitrario in quanto sinn! non ha se-gno costante ne alternante. Si studia pertanto l’assoluta convergenzaconsiderando la serie
+∞∑n=1
en | sinn!|n!
.
Poiche, per ogni n ≥ 1,
en | sinn!|n!
≤ en
n!,
si considera dapprima la convergenza della serie
+∞∑n=1
en
n!;
dal criterio del rapporto
limn→+∞
en+1
(n+ 1)!
n!
en= lim
n→+∞
en+1
enn!
(n+ 1)!= e lim
n→+∞
1
n+ 1= 0
e quindi la serie converge. Dal primo criterio di confronto anche laserie assegnata converge assolutamente e quindi converge.
30
4. Calcolare il seguente integrale indefinito:∫cos5 x sin2 x dx .
Posto t = sinx (da cui dt = cosx dx), si ha:∫cos5 x sin2 x dx =
∫cos4 x sin2 x cosx dx
=
∫(1− sin2 x)2 sin2 x cosx dx
=
∫(1− t2)2 t2 dt
=
∫(t2 − 2t4 + t6) dt
=t3
3− 2t5
5+
t7
7+ c
=sin3 x
3− 2 sin5 x
5+
sin7 x
7+ c, c ∈ R .
31
Facolta di Ingegneria, LecceProva scritta di Analisi Matematica I3 luglio 2013, B
Foglio 1
1. Studiare la seguente funzione e tracciarne approssimativamente il gra-fico:
f(x) = log|x(x− 2)||x− 1|
.
Foglio 2
2. Determinare le soluzioni complesse della seguente equazione:
|z|3 = |z + i|3 .
3. Studiare la convergenza della seguente serie numerica:
+∞∑n=1
(−1)n√n+ 1 sinn2
n2.
4. Calcolare il seguente integrale indefinito:∫sin3 x cos3 x dx .
32
Facolta di Ingegneria Industriale, BrindisiProva scritta di Analisi Matematica I4 luglio 2013, A
Foglio 1
1. Studiare la seguente funzione e tracciarne approssimativamente il gra-fico:
f(x) = e|x−1|
x .
Foglio 2
2. Determinare le soluzioni complesse della seguente equazione:
|z + i|3 = |z − i|3 .
3. Studiare la convergenza della seguente serie numerica:
+∞∑n=1
(−1)n3√en√n!
.
4. Calcolare il seguente integrale indefinito:∫ √x− 3
(x− 1)√xdx .
33
Facolta di Ingegneria Industriale, BrindisiProva scritta di Analisi Matematica I4 luglio 2013, B
Foglio 1
1. Studiare la seguente funzione e tracciarne approssimativamente il gra-fico:
f(x) = e|x+1|
x .
Foglio 2
2. Determinare le soluzioni complesse della seguente equazione:
|z + 1|3 = |z + i|3 .
3. Studiare la convergenza della seguente serie numerica:
+∞∑n=1
(−1)n√en
3√n!
.
4. Calcolare il seguente integrale indefinito:∫e2x
(ex − 1)2dx .
34
Facolta di Ingegneria, LecceProva scritta di Analisi Matematica I16 luglio 2013, A
1. Studiare la seguente funzione e tracciarne approssimativamente il gra-fico:
f(x) = arctan|x2 − 1|
x.
2. Determinare le soluzioni complesse della seguente equazione:
z |z| = z3 .
3. Studiare la convergenza della seguente serie numerica:
+∞∑n=1
(−1)n1√n
arcsin1√n.
4. Calcolare il seguente integrale indefinito:∫1
sin3 xdx .
35
Facolta di Ingegneria, LecceProva scritta di Analisi Matematica I16 luglio 2013, B
1. Studiare la seguente funzione e tracciarne approssimativamente il gra-fico:
f(x) = arctanx2 − 1
|x|.
2. Determinare le soluzioni complesse della seguente equazione:
z|z|3 = z .
3. Studiare la convergenza della seguente serie numerica:
+∞∑n=1
(−1)n1√n
log
(1 +
1√n
).
4. Calcolare il seguente integrale indefinito:∫1
cos4 xdx .
36
Facolta di Ingegneria Industriale, BrindisiProva scritta di Analisi Matematica I17 luglio 2013, A
1. Studiare la seguente funzione e tracciarne approssimativamente il gra-fico:
f(x) = logx2 + 1
|x|.
2. Determinare le radici terze del numero complesso:
z =(1 + i)3
1− i.
3. Studiare la convergenza della seguente serie numerica:
+∞∑n=1
(−1)ne−n
n2.
4. Calcolare il seguente integrale indefinito:∫sin5 x dx .
37
Facolta di Ingegneria Industriale, BrindisiProva scritta di Analisi Matematica I17 luglio 2013, B
1. Studiare la seguente funzione e tracciarne approssimativamente il gra-fico:
f(x) = logx2
|1− x2|.
2. Determinare le radici terze del numero complesso:
z =(1− i)3
1 + i.
3. Studiare la convergenza della seguente serie numerica:
+∞∑n=1
(−1)n n2 e−n .
4. Calcolare il seguente integrale indefinito:∫cos5 x dx .
38
Facolta di Ingegneria, LecceProva scritta di Analisi Matematica I10 settembre 2013, A
1. Studiare la seguente funzione e tracciarne approssimativamente il gra-fico:
f(x) =
∣∣∣∣log x2 − 1
x
∣∣∣∣ .
2. Determinare le radici terze del numero complesso:
z =(1− i)6
(√3− i)3
.
3. Studiare la convergenza della seguente serie numerica:
+∞∑n=1
(−1)nlog n
n√n.
4. Calcolare il seguente integrale indefinito:∫x2
(x+ 1)(x2 + 1)dx .
39
Facolta di Ingegneria, LecceProva scritta di Analisi Matematica I10 settembre 2013, B
1. Studiare la seguente funzione e tracciarne approssimativamente il gra-fico:
f(x) =
∣∣∣∣log x
x2 − 1
∣∣∣∣ .
2. Determinare le radici terze del numero complesso:
z =(√3 + i)3
(1 + i)6.
3. Studiare la convergenza della seguente serie numerica:
+∞∑n=1
(−1)n√n log n
n2 + n+ 1.
4. Calcolare il seguente integrale indefinito:∫x2
(x− 1)2(x+ 1)dx .
40
Facolta di Ingegneria Industriale, BrindisiProva scritta di Analisi Matematica I24 settembre 2013, A
1. Studiare la seguente funzione e tracciarne approssimativamente il gra-fico:
f(x) =
∣∣∣∣log x2 + 1
x
∣∣∣∣ .
2. Determinare le radici terze del numero complesso:
z =(1 + i)9
(1− i)3.
3. Studiare la convergenza della seguente serie numerica:
+∞∑n=1
(−1)n1√
n sin√n.
4. Calcolare il seguente integrale indefinito:∫sin3 x+ sinx
1− cos4 xdx .
41
Facolta di Ingegneria Industriale, BrindisiProva scritta di Analisi Matematica I24 settembre 2013, B
1. Studiare la seguente funzione e tracciarne approssimativamente il gra-fico:
f(x) =
∣∣∣∣log x2
1− x2
∣∣∣∣ .
2. Determinare le radici terze del numero complesso:
z =(1− i)9
(1 + i)3.
3. Studiare la convergenza della seguente serie numerica:
+∞∑n=1
(−1)n log
√n+ 1√n
arctan1√n.
4. Calcolare il seguente integrale indefinito:∫cos3 x+ cosx
1− sin4 xdx .
42
Facolta di Ingegneria, LecceProva scritta di Analisi Matematica I21 ottobre 2013, A
1. Studiare la seguente funzione e tracciarne approssimativamente il gra-fico:
f(x) = |cos(2x)|+ sinx .
2. Determinare le soluzioni dell’equazione:
z |z| = z .
3. Studiare il seguente limite:
limx→0
sin2 x− x2
arcsinx2 − x sinx.
4. Studiare la convergenza del seguente integrale improprio:∫ +∞
0
e−x
√xdx .
43
Facolta di Ingegneria Industriale, BrindisiProva scritta di Analisi Matematica I22 ottobre 2013, A
1. Studiare la seguente funzione e tracciarne approssimativamente il gra-fico:
f(x) = | cosx|+ sin 2x .
2. Determinare le soluzioni della seguente equazione in campo complesso:
z5z = |z|2 .
3. Studiare la convergenza della seguente serie numerica:
+∞∑n=1
(−1)n√n
(1− cos
1
n
).
4. Calcolare il seguente integrale indefinito:∫x2 + 1
x3 + 1dx .