Problema 2

Esame di stato 2023 - Liceo Scientifico - Prova di Matematica

Svolgimento del Problema 2

testo


Punto a)

Perché la funzioneEqn001.gif sia reale deve essere Eqn002.gif.


Punto b)

Le intersezioni tra fa(x) e il suo asintoto orizzontale si ottengono risolvendo l'equazione

Eqn008.gif

Quindi per ogni a≠1 il grafico di fa(x) passa per il punto P(1;1).

Eqn009.gif

L'equazione della tangente nell'origine è y=x.


Punto c)

Per a≠0, fa(x) è crescente per

Eqn010.gif

Se 0<a<1, Eqn011.gif

Se a<0, Eqn012.gif

Eqn013.gif

f-1(x) è continua e derivabile su tutto ℜ con asintoto orizzontale y=1.

f-1(x) è crescente per Eqn014.gif; è decrescente per Eqn015.gif.

Ammette un minimo per Eqn016.gif di ordinata Eqn017.gif e un massimo per Eqn0187.gif di ordinata Eqn019.gif

La derivata seconda è Eqn020.gif e si annulla per Eqn021.gif in cui si hanno flessi di ordinate rispettivamente

Eqn022.gif

fig01.png


Punto d)

L'equazione della tangente nell'origine è y=x. L'area da calcolare è data dalla somma delle aree A e B evidenziate nella seguente figura.

fig02.png

L'integrale indefinito di f-1(x) è

Eqn023.gif

L'area A si ottiene sottraendo dall'integrale di f-1(x) da 0 a 1 l'area di un triangolo di base 1 e altezza 1, cioè 1/2.

Eqn024.gif

L'area B si ottiene sottraendo dall'area di un trapezio di basi 1 e Eqn025.gif e altezza Eqn030.gif, cioè 1, l'integrale di f-1(x) da 1 a Eqn025.gif

Eqn028.gif

Sommando A e B e semplificando si ottiene

Eqn029.gif