Esame di stato 2024 - Liceo Scientifico - Prova di Matematica

Svolgimento del Problema 1

testo


Punto a)

Il punto Pt, dunque P(1;5). Detto γ il grafico di f(a,b), Pγ dunque a+b=5.

La derivata di f(a,b) è Eqn001.gif e per x=1 vale a-2b. Questa espressione deve essere uguale al coefficiente angolare della t. Dunque

Eqn002.gif


Punto b)

Eqn003.gif

f(x) è reale per x≠0, positiva per x>Eqn005.gif e negativa in caso contrario; tende a +∞ per x→+∞ e x→0; tende a -∞ per x→-∞.

La funzione ha un asintoto verticale nell'asse delle y. La retta di equazione y=x è asintoto obliquo di f(x).

Eqn004.gif

La derivata prima si annulla per x=2 dove la funzione ha un minimo M(2;3), è negativa in 0<x<2 e positiva altrove.

Eqn006.gif

La derivata seconda, nel dominio è ovunque positiva e la funzione ovunque convessa.

figura01.png

Detto Eqn007.gif un punto generico di γ, la tangente a γ in k ha equazione

Eqn008.gif

Imponendo il passaggio per P si ottiene

Eqn009.gif

Le evidenti soluzioni di questa equazione sono k=1 e k=-2. Il secondo punto di tangenza richiesto è quindi Q(-2,-1) e l'equazione della tangente per Q è

Eqn010.gif


Punto c)

Le intersezioni tra le rette del fascio e γ sono date dalle soluzioni dell'equazione

Eqn011.gif

cioè

Eqn012.gif

con ovvia soluzione x=1 dato che P è il centro del fascio e P∈γ. Le altre soluzioni sono quelle dell'equazione

Eqn013.gif


Punto d)

figura02.png

L'area A della regione evidenziata in figura è data dalla somma dell'area A1 della regione comprese tra γ e t per 1<k≤3/2 e l'area A2 della regione compresa tra γ e l'asintoto obliquo per k>3/2.

Eqn016.gif

Eqn017.gif

Eqn018.gif