Quesiti - 2003


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Quesito 1

Il semplice quesito si può risolvere in modo molto elementare, ma per dare l'impressione di saper qualcosa di calcolo combinatorio, conviene inquadrarlo come applicazione del calcolo di disposizioni semplici

fig001


Quesito 2

Anche questo semplice quesito appare formulato in modo abbastanza infelice con dati ridondanti e forse fuorvianti. In base al testo proposto si deve supporre che le scelte delle scatole siano equiprobabili e quindi ognuna di esse abbia probabilità uguale ad 1/3.
Indicando con P(A), P(B), P(C) le probabilità di estrarre rispettivamente dalle scatole A, B, C e con P(D|A) la probabilità di estrarre una lampadina difettosa dopo aver scelto la scatola A, ecc., la probabilità richiesta P si ottiene dalla somma

fig002


Quesito 3

fig003

Il volume di un cono è un terzo del prodotto dell'area di base per l'altezza.

fig004

Data l'apotema a, indicando con α l'angolo OBA (0 < α < π/2 ) si ha

fig005

e quindi

fig006

Nel primo quadrante il seno è sempre positivo: per analizzare il segno della derivata prima basta risolvere la disequazione

fig007

Il volume è massimo quando

fig008

Con a = 2 dm si ha a3 = 8 litri.

fig009


Quesito 4

Per risolvere il quesito è sufficiente considerare un qualunque polinomio con quattro zeri reali e poi traslarlo 'alzandolo' di 2 unità. Ad esempio:

fig010

ha zeri in ±1 e ±2. Il polinomio

fig011

soddisfa la richiesta.


Quesito 5

I polinomi sono funzioni continue e derivabili su tutto R. Se un polinomio ha almeno due zeri diversi (su questo punto il testo è impreciso), cioè assume lo stesso valore 0 in due punti distinti x1 e x2, allora esiste almeno un punto in ]x1 ; x2[ in cui si annulla la sua derivata prima. Il polinomio della seconda equazione è appunto la derivata prima del polinomio della prima equazione.


Quesito 6

Il polinomio p(x)=x3+bx-7 ha derivata prima p ' (x) =3x2+b

Se b è positivo, p ' (x) è sempre positiva, p(x) è sempre crescente ed ha solo uno zero reale. Se b è nullo, p(x) ha come radice reale solo la radice cubica di 7. Dunque è necessario che b sia negativo. Ponendo β = - b, gli estremi relativi di p(x) si hanno per

fig012

Imponendo che gli estremi relativi di p(x) siano discordi si ottiene

fig013

Limitandosi a valori interi di b, rispondono alla richiesta tutti i valori minori di -6.


Quesito 7

L'integrale proposto è uno dei più noti in analisi matematica

fig014

Per approssimarne il valore con la regola dei trapezi, si può suddividere l'intervallo [0 ; 1] in cinque sottointervalli Δx di ampiezza 0,2. Si ottiene

fig015


Quesito 8

Il volume di rotazione attorno all'asse delle ascisse di un arco di curva f(x), delimitato dai punti di ascissa x1 e x2, è dato dall'integrale

fig016

Per rispondere al quesito è quindi sufficiente che il solido richiesto sia quello generato dalla rotazione attorno all'asse delle ascisse dell'arco di curva di equazione

fig017

delimitato dalle ascisse 0 e 1.

La dizione del testo permette comunque anche procedure come la seguente:

  1. Si calcola l'integrale

    fig018

  2. Si propone qualunque solido il cui volume sia quello calcolato: il caso più semplice è il cubo di lato

    fig019


Quesito 9

Da f ' ' (x) = sen x, integrando, si ottiene f ' (x) = - cos x + k

Utilizzando la condizione al contorno si ottiene

fig020

Quindi

fig021

Integrando la derivata prima si ottiene la f(x)

fig022

Si ha quindi

fig023


Quesito 10

Le radici dell'equazione data si possono ottenere graficamente dalle ascisse dei punti di intersezione delle curve di equazioni

fig024

fig025

Dal grafico si vede che l'equazione ammette tre radici: x1 in [-3 ; -2], x2 in [0 ; 1], x3 in [1 ; 2].

Per approssimare il valore di x2 si può usare il metodo delle tangenti assumendo come valore iniziale della successione di approssimazioni 0:

fig026

Si ottiene

z0 = 0

z1 = 0,333333...

z2 = 0,347222...

z3 = 0,347296...

z4 = 0,347296...


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