Questionario

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Quesito 1

(testo)

Da Eqn001.gif, separando le variabili, si ottiene

Eqn002.gif

Integrando entrambi i membri

Eqn003.gif

Da f(0)=1 si ha K=1, quindi la funzione richiesta è

Eqn004.gif


Quesito 2

(testo)

fig002.gif

Le due funzioni sono l'una l'inversa dell'altra, dunque i loro grafici sono simmetrici rispetto alla bisettrice β del primo e terzo quadrante. Per determinare i loro punti di distanza minima è sufficiente determinare, ad esempio, il punto dell'esponenziale più vicino a β.

Detto Eqn201.gif un punto dell'esponenziale, la sua distanza da β risulta

Eqn202.gif

Perché d(x) risulti minima è necessario che si annulli la sua derivata prima:

Eqn203.gif

Per x=0 la derivata seconda è positiva, dunque il punto P(0;1) è quello più vicino a β e conseguentemente a Q(1;0), il suo simmetrico rispetto a β.


Quesito 3

(testo)

Il perimetro di t1 misura 3m. I triangoli successivi hanno perimetri in successione geometrica di ragione q = 1/2. Dunque la somma di tutti i perimetri è espressa da

Eqn301.gif


Quesito 4

(testo)

L'equazione assegnata è equivalente alla seguente

Eqn401.gif

Graficando separatamente minuendo e sottraendo del primo membro si ha

fig003.gif

Il grafico evidenzia la presenza di una soluzione compresa tra 1 e 2.

In effetti, considerando la funzione Eqn402.gif (continua su tutto R) si osserva che agli estremi di tale intervallo essa assume valori di segno diverso e quindi, per il teorema di continuità di Bolzano, deve azzerarsi all'interno di tale intervallo.

Lo zero in questione può approssimarsi con il metodo delle tangenti, assumendo

Eqn403.gif

Si ottiene (ovviamente gli argomenti delle funzioni circolari vano espressi in radianti)

Eqn404.gif

La successione si stabilizza a livello dei decimillesimi, dunque la precisione richiesta è ampiamente conseguita.


Quesito 5

(testo)

Il volume generato dalla rotazione dell'arco di sinusoide attorno all'asse delle ascisse risulta

Eqn501.gif

Per uno dei teoremi di Guldino, lo stesso volume può essere ottenuto moltiplicando la superficie delimitata dall'arco di sinusoide e dall'asse delle ascisse per la lunghezza della circonferenza tracciata nella rotazione dal baricentro G. Indicando con yG l'ordinata del baricentro, si ha

Eqn502.gif

Uguagliando i due valori si ottiene

Eqn503.gif

Data la simmetria dell'arco rispetto alla retta di equazione x=π/2, le coordinate di G risultano quindi

Eqn504.gif


Quesito 6

(testo)

Poiché la funzione arcoseno è la funzione inversa del seno, il suo grafico può essere immediatamente ottenuto da quello della funzione seno nell'intervallo Eqn601.gif tracciandone il simmetrico rispetto alla bisettrice del primo e terzo quadrante.

fig004.gif

Il grafico della funzione f(x) proposta può essere ottenuto da quello dell'arcoseno con una traslazione di +π/2 lungo l'asse delle ordinate. L'area da calcolare è quindi quella evidenziata in figura.

fig005.gif

Se si completa il rettangolo di base 2 e altezza π come nella figura seguente

fig006.gif

è immediato osservare che l'area richiesta, date l'evidente simmetria, è metà di quella di tale rettangolo e quindi vale π.


Quesito 7

(testo)

Il principio di induzione matematica, nel caso proposto, può essere enunciato nel seguente modo.

È data la proposizione Eqn700.gif.

Se la proposizione P(n) è vera per n=1 e, se è vera per n=k, risulta vera anche per n=k+1, allora P(n) è vera per ogni n.

Nel caso proposto si ha Eqn701.gif. Affermazione evidentemente vera.

Assunta come valida la proposizione Eqn304.gif, si ha

Eqn702.gif

In definitiva:

Eqn703.gif

Quindi P(n) vale per ogni n.


Quesito 8

(testo)

La probabilità che chi ha votato sia una donna è Eqn801.gif, mentre la probabilità che chi ha votato sia un uomo è Eqn802.gif.

La probabilità che una donna voti la lista A è Eqn803.gif, mentre la probabilità che un uomo voti la lista A è Eqn804.gif.

Per il Teorema di Bayes la probabilità richiesta risulta:

Eqn805.gif

Più intuitivamente si può anche procedere nel seguente modo:


Quesito 9

(testo)

La velocità istantanea della particella è data dall'integrale rispetto al tempo della sua accelerazione:

Eqn901.gif

La posizione istantanea della particella è data dall'integrale rispetto al tempo della sua velocità:

Eqn902.gif

Dunque

Eqn903.gif


Quesito 10

(testo)

Il Metodo di Montecarlo, formalizzato negli anni '40 del secolo scorso da John von Neumann e Stanislaw Marcin Ulam, consiste essenzialmente nella generazione di un grande numero N di valori casuali di una grandezza, ottenibili tramite la funzione random() di un linguaggio di programmazione, nella conta del numero n di quanti di tali valori possiedono una proprietà prefissata e nel calcolo del rapporto tra n e N.

Per approssimare il valore dell'integrale proposto con un Metodo Montecarlo, si può procedere nel seguente modo.