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Testo di matematica in cinque volumi per le scuole di secondo grado a cura di Daniele Zambelli. Matematica dolce è un progetto collaborativo open-source. Trovi tutti i dettagli dell’iniziativa e le istruzioni per partecipare all’indirizzo https://bitbucket.org/zambu/matematicadolce.
Di seguito trovi l’indice e i link per scaricare il secondo volume con la relativa copertina.
Prefazione v
Prefazione alla seconda edizione vii
Prefazione all’edizione 2016 vii
Prefazione all’edizione 2017 vii
Prefazione all’edizione 2018 viii
I Aritmetica e Algebra 1
1 Radicali 3
1.1 Dai numeri naturali ai numeri irrazionali 3
1.2 I numeri reali 5
1.3 Valore assoluto 5
1.3.1 Proprietà del valore assoluto 6
1.4 Dalle potenze alle radici 7
1.4.1 Osservazioni sulle potenze 7
1.5 Definizioni 7
1.6 Potenze ad esponente razionale 9
1.7 Semplificazione di radici 10
1.8 Moltiplicazione e divisione di radici 11
1.9 Portare un fattore sotto il segno di radice 12
1.10 Portare un fattore fuori dal segno di radice 13
1.11 Potenza di radice e radice di radice 14
1.12 Somma di radicali 14
1.13 Razionalizzazione del denominatore di una frazione 15
1.14 Equazioni, disequazioni e sistemi a coefficienti irrazionali 16
1.14.1 Equazioni di primo grado 17
1.14.2 Disequazioni di primo grado 17
1.14.3 Sistemi di primo grado 17
1.15 Radicandi letterali 18
1.15.1 Condizioni di esistenza 18
1.15.2 Operazioni con radicali letterali 19
1.16 Esercizi 24
1.16.1 Esercizi dei singoli paragrafi 24
II Geometria 33
2 Rette nel piano cartesiano 35
2.1 Equazioni lineari in due variabili 35
2.2 Equazioni della retta 36
2.3 Come disegnare le rette 38
2.4 Coefficienti dell’equazione esplicita 38
2.4.1 Il coefficiente angolare 39
2.4.2 Disegno rapido 40
2.5 Rette parallele e perpendicolari 41
2.6 Retta per due punti 42
2.7 Fasci di rette 43
2.7.1 Formula della retta per due punti 43
2.8 Distanza punto retta 43
2.9 Intersezione di rette 44
2.10 Esercizi 46
2.10.1 Esercizi dei singoli paragrafi 46
2.10.2 Esercizi riepilogativi 52
3 Rette parallele 53
3.1 Rette parallele 53
3.1.1 Rette parallele tagliate da una trasversale 54
3.2 Somma degli angoli interni di un triangolo 55
3.3 Somma degli angoli interni di un poligono 56
3.4 Generalizzazione dei criteri di congruenza dei triangoli 56
3.4.1 Congruenze di triangoli rettangoli 58
3.5 Disuguaglianze tra gli elementi di un triangolo 59
3.6 Esercizi 63
3.6.1 Esercizi dei singoli paragrafi 63
4 Quadrilateri 69
4.1 Generalità sui quadrilateri 69
4.1.1 Distanza di un punto da una retta e altezza di una striscia di piano 69
4.1.2 Generalità sui poligoni 69
4.2 Trapezio e deltoide 70
4.2.1 Proprietà del trapezio 70
4.2.2 Proprietà del deltoide 72
4.3 Proprietà dei parallelogrammi 72
4.4 Parallelogrammi particolari 76
4.5 Esercizi 79
4.5.1 Esercizi riepilogativi 79
5 Equiestensione e aree 83
5.1 Estensione superficiale 83
5.2 Poligoni equivalenti 85
5.3 Aree dei principali poligoni 89
5.3.1 Area del rettangolo 89
5.3.2 Area del quadrato 89
5.3.3 Area del parallelogramma 89
5.3.4 Area del triangolo 89
5 Area del trapezio 90
5.3.6 Area del rombo 90
5.4 Teoremi di Pitagora e di Euclide 90
5.5 Applicazioni dei teoremi di Euclide e Pitagora 92
5.6 Applicazioni dell’algebra alla geometria 94
5.6.1 Triangoli rettangoli con angoli di 45° 94
5.6.2 Triangoli rettangoli con angoli di 30° e 60° 94
5.6.3 Formula di Erone per il calcolo dell’area di un triangolo 95
5.7 Esercizi 96
5.7.1 Esercizi dei singoli paragrafi 96
6 Trasformazioni con la geometria interattiva 101
6.1 Caratteri generali 101
6.1.1 Strumenti di pyig 101
6.2 Traslazione 102
6.2.1 Definizione 102
6.2.2 Proprietà 103
6.2.3 Elementi uniti 105
6.2.4 Equazioni delle traslazioni 106
6.3 Simmetria assiale 108
6.3.1 Definizione 108
6.3.2 Proprietà 109
6.3.3 Elementi uniti 112
6.3.4 Poligoni simmetrici 113
6.3.5 Equazioni di alcune simmetrie assiali 115
6.4 Rotazione 117
6.4.1 Definizione 117
6.4.2 Proprietà 119
6.4.3 Elementi uniti 120
6.4.4 Equazioni di alcune rotazioni 121
7 Trasformazioni geometriche piane 123
7.1 Generalità sulle trasformazioni geometriche piane 123
7.1.1 Introduzione e definizioni 123
7.2 Le isometrie 127
7.2.1 La simmetria centrale 127
7.2.2 La simmetria assiale 129
7.2.3 La traslazione 131
7.2.4 La rotazione 132
7.3 Composizione di isometrie 134
7.3.1 Composizione di isometrie di tipo diverso 134
7.3.2 Composizione di isometrie dello stesso tipo 134
7.3.3 Isometria inversa 135
7.3.4 Descrizione analitica di una simmetria centrale 140
7.4 Esercizi 144
7.4.1 Trasformazioni nella geometria sintetica 144
7.4.2 Trasformazioni nella geometria analitica 148
III Relazioni e funzioni 153
8 Disequazioni 155
8.1 Disuguaglianze chiuse e aperte 155
8.2 Intervalli sulla retta reale 156
8.3 Segno di un binomio di primo grado 158
8.4 Segno di un prodotto 160
8.5 Segno di un quoziente 161
8.6 Disequazioni numeriche 163
8.6.1 Principi di equivalenza delle disequazioni 163
8.6.2 Soluzione di una disequazione lineare 164
8.6.3 Un caso particolare 164
8.6.4 Prodotto o quoziente di polinomi 165
8.6.5 Sistema di disequazioni 167
8.6.6 Soluzione di disequazioni letterali 168
8.6.7 Problemi con le disequazioni 170
8.7 Esercizi 171
8.7.1 Esercizi dei singoli paragrafi 171
8.7.2 Esercizi riepilogativi 176
9 Sistemi di equazioni 179
9.1 Equazione lineare in due incognite 179
9.1.1 Rappresentazione di un’equazione lineare sul piano cartesiano 180
9.2 Definizione di sistema di equazioni 181
9.3 Metodi di soluzione di sistemi di equazioni 182
9.3.1 Procedimento per ottenere la forma canonica di un sistema 182
9.3.2 Sistemi indeterminati o impossibili 183
9.3.3 Metodo di sostituzione 183
9.3.4 Metodo di riduzione 185
9.3.5 Il metodo grafico 186
9.4 Sistemi lineari di tre equazioni in tre incognite 188
9.5 Esercizi 190
9.5.1 Esercizi dei singoli paragrafi 190
9.5.2 Esercizi riepilogativi 194
IV Dati e previsioni 199
10 La probabilità 201
10.1 Gli eventi 201
10.2 Definizioni di probabilità 202
10.2.1 La valutazione classica 204
10.2.2 La valutazione sperimentale 205
10.2.3 La valutazione soggettiva 206
10.3 Probabilità dell’unione di due eventi 207
10.3.1 Unione di due eventi tra loro incompatibili 207
10.3.2 Unione di due eventi tra loro compatibili 208
10.4 Probabilità dell’evento complementare 209
10.5 La probabilità dell’evento intersezione di due eventi 210
10.5.1 Intersezione di due eventi tra loro indipendenti 210
10.6 Esercizi 214
10.6.1 Esercizi dei singoli paragrafi 214
V Elementi di informatica 223
11 Approfondimenti di Geometria interattiva 225
11.1 Altri strumenti della la geometria interattiva 225
11.1.1 Orthogonal 226
11.1.2 Parallel 227
11.1.3 MidPoints 227
11.1.4 MidPoint 227
11.1.5 Bisector 228
11.1.6 PointOn 228
11.1.7 ConstrainedPoint 228
11.1.8 parameter 229
11.1.9 Text 229
11.1.10 VarText 229
11.1.11 Calc 230
11.1.12 Riassumendo 231
11.2 Insegnare a pyig 231
11.2.1 Funzioni 231
11.2.2 Riassumendo 234
11.3 Iterazione 234
11.3.1 Poligoni regolari 236
11.3.2 Riassumendo 238
11.4 Altri problemi 238
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Prefazione v
Prefazione alla seconda edizione vii
Prefazione all’edizione 2016 vii
Prefazione all’edizione 2017 vii
Prefazione all’edizione 2018 viii
1 Iperreali 1
1.1 Alcune questioni importanti sui numeri in R 1
1.2 I numeri iperreali ∗R 2
1.2.1 Il problema della velocità 2
1.2.2 Infinitesimi..e infiniti 2
1.2.3 Tipi di Iperreali 3
1.2.4 Numeri infinitamente vicini 4
1.2.5 Iperreali finiti e parte standard 5
1.2.6 Retta Iperreale e strumenti ottici 6
1.2.7 Operazioni 9
1.2.8 Confronto 11
1.2.9 Indistinguibili 15
1.2.10 Principio di tranfer 17
1.3 Applicazioni 17
1.3.1 Problemi con gli Iperreali 17
1.3.2 Espressioni con gli Iperreali 18
1.4 Esercizi 22
1.4.1 Esercizi dei singoli paragrafi 22
2 Topologia della retta 31
2.1 La topologia della retta 31
2.2 Gli intervalli 31
2.3 Gli intorni 32
2.4 Insiemi limitati e illimitati 34
2.5 Massimi, minimi ed estremi 36
2.6 I punti di accumulazione 38
2.7 Esercizi 40
2.7.1 Esercizi dei singoli paragrafi 40
3 Introduzione alle funzioni 43
3.1 Cos’è una funzione 43
3.1.1 Argomenti di una funzione 43
3.2 Costruiamo funzioni 44
3.3 Argomenti, Dominio e Insieme di Definizione 47
3.4 Risultato, Codominio e Insieme Immagine 48
3.4.1 Altre convenzioni 48
3.5 Rappresentazione di una generica funzione 49
3.5.1 Diagrammi 49
3.5.2 Notazioni matematiche 49
3.6 Funzioni reali 50
3.6.1 Tabella di alcuni valori di una funzione 51
3.6.2 Scrittura matematica 52
3.6.3 Visualizzazione su due assi 52
3.7 Rappresentazione cartesiana 53
3.7.1 Grafico di una funzione 54
3.7.2 Disegnare grafici con Python 55
3.8 Esercizi 56
3.8.1 Esercizi dei singoli paragrafi 56
4 Funzioni 59
4.1 Definizione di funzione 59
4.2 La rappresentazione di una funzione 62
4.3 Le proprietà di una funzione 62
4.4 Le caratteristiche di una funzione 64
4.4.1 Monotonia 64
4.4.2 Parità 65
4.4.3 Periodicità 67
4.4.4 Limitatezza 69
4.5 La classificazione delle funzioni 70
4.6 Funzioni inverse, composte e uguali 70
4.7 Esercizi 76
4.7.1 Esercizi dei singoli paragrafi 76
5 Funzioni: limiti e continuità 81
5.1 Limiti 81
5.2 Continuità 86
5.2.1 Definizione di continuità in un punto 86
5.2.2 Definizione di continuità in un intervallo 87
5.3 Esercizi 91
5.3.1 Esercizi dei singoli paragrafi 91
6 Derivate 93
6.1 Introduzione 93
6.2 Velocità di caduta 93
6.3 Continuità 94
6.4 Differenziale 95
6.4.1 Differenziale della variabile x 97
6.4.2 Differenziale di alcune funzioni 98
6.4.3 Combinare differenziali 105
6.4.4 Problemi con i differenziali 108
6.5 Introduzione alla derivata 109
6.5.1 Pendenza di una retta 109
6.6 Derivata: definizione 113
6.7 Derivare funzioni algebriche 119
6.8 Regole di derivazione 122
6.9 Derivare funzioni composte e funzioni inverse 124
6.9.1 Funzioni composte 124
6.9.2 Funzioni inverse 126
6.10 Derivare funzioni trascendenti 129
6.10.1 Derivata di f(x) = ax 129
6.10.2 Derivata di f(x) = loga x 130
6.10.3 Derivata di funzioni circolari 132
6.11 Applicazioni 135
6.11.1 Derivata e tangente 135
6.11.2 Derivata e normale 136
6.11.3 Derivata della derivata 137
6.11.4 Derivata, differenza e differenziale 138
6.11.5 Sintesi 140
6.11.6 Applicazioni non solo matematiche 140
6.12 Esercizi 143
6.12.1 Esercizi dei singoli paragrafi 143
6.12.2 Esercizi sulle derivate 144
6.12.3 Problemi che coivolgono l’uso della derivata 150
7 Teoremi sulle funzioni continue 153
7.1 Continuità 153
7.1.1 Continuità e derivabilità 153
7.2 Massimi e minimi 153
7.2.1 Numeri iperinteri 155
7.2.2 Alcuni teoremi delle funzioni continue 156
8 Studio di funzioni 161
8.1 Descrizione del grafico 161
8.1.1 Descrizione a parole 162
8.2 Analisi della funzione 163
8.2.1 Le prime caratteristiche 163
8.3 Comportamento asintotico 165
8.3.1 Comportamento agli estremi del campo di esistenza 165
8.3.2 Asintoti 165
8.3.3 Asintoti obliqui 165
8.4 Andamento 166
8.4.1 Punti stazionari 166
8.4.2 Intervalli di monotonia 166
8.5 Concavità 167
8.6 Altre caratteristiche 168
8.7 Esercizi 169
9 Integrali 171
9.1 Un problema di area 171
9.2 L’area sottesa ad una funzione 173
9.3 Definizione 174
9.4 Somme di Riemann inferiore e superiore 175
9.5 Proprietà degli integrali 177
9.5.1 Proprietà rettangolare 177
9.5.2 Altre proprietà 177
9.5.3 Definizione di opposto 177
9.5.4 Proprietà additiva 178
9.6 Funzione integrale 178
9.7 Teorema fondamentale dell’analisi 181
9.7.1 Dimostrazione grafica 181
9.7.2 Dimostrazione algebrica 181
9.8 Integrali indefiniti 182
9.9 Calcolo dell’integrale definito 182
9.10 Esercizi 184
9.10.1 Esercizi dei singoli paragrafi 184
9.10.2 Esercizi riepilogativi 185
10 Variabili aleatorie 187
10.1 Variabili aleatorie discrete 188
10.1.1 Valori sintetici delle distribuzioni 190
10.1.2 Proprietà dei valori sintetici 190
10.2 Variabili aleatorie standardizzate 192
10.3 Distribuzioni discrete di uso comune 192
10.3.1 Distribuzione uniforme 192
10.3.2 Distribuzione binomiale 193
10.3.3 Distribuzione di Poisson 195
10.4 Variabili aleatorie continue 197
10.4.1 Valori sintetici delle distribuzioni continue 198
10.5 Distribuzioni continue di uso comune 199
10.5.1 Distribuzione uniforme 199
10.5.2 Distribuzione esponenziale 200
10.5.3 Distribuzione normale 201
10.6 Esercizi 203
10.6.1 Esercizi dei singoli paragrafi 203
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