Riepilogo
Questa lezione apre l’unità sulle funzioni algebriche e sui polinomi. Presenta le sue nove lezioni e il filo che le unisce, cioè la scomposizione in fattori: da essa dipendono le radici, il segno, le disequazioni, i domini, gli asintoti e i grafici. Ripercorre poi il contesto storico di queste idee, dai problemi di secondo grado delle tavolette babilonesi e dall’algebra di al-Khwarizmi fino alle formule italiane del XVI secolo, alla notazione di Viète e di Descartes e al concetto di funzione di Euler e di Dirichlet; formula con precisione i due problemi che diedero loro origine, risolvere un’equazione polinomiale e descrivere una funzione, e mostra con un esempio come la scomposizione li risolva entrambi insieme. Termina indicando dove queste idee si usano nel resto del corso, in altri corsi del sito e nella scienza e nella tecnica.
Obiettivi di apprendimento
- Descrivere il contenuto di ciascuna lezione dell’unità e spiegare il ruolo che la scomposizione dei polinomi svolge nell’insieme.
- Collocare nel loro contesto storico i principali risultati dell’unità, nominandone i protagonisti e il problema che ciascuno cercava di risolvere.
- Formulare il problema di risolvere un’equazione polinomiale e quello di descrivere una funzione algebrica, e riconoscere in un esempio come un’unica scomposizione risponda a entrambi.
- Individuare dove queste idee ricompaiono nelle unità seguenti, in altri corsi e in applicazioni scientifiche e tecniche.
Valutazione d’ingresso
Prima di percorrere l’unità conviene misurare il punto di partenza. Questa autovalutazione non dà un voto: le prime nove domande riguardano, una per una, le nove lezioni dell’unità, e la decima chiede di impostare una situazione concreta come una funzione; le stesse abilità si misurano di nuovo alla fine, nella lezione di sintesi. Le ultime tre verificano ciò che l’unità dà per noto dell’unità sugli insiemi numerici. Ogni risposta errata indica la lezione su cui conviene soffermarsi.
Prima di iniziare l’unità, misura il tuo punto di partenza. È un’autovalutazione breve: non riceve voto e il risultato resta solo nel tuo browser.
Domanda 1Qual è il dominio della funzione ?
Si è escluso il , come se la radice di non esistesse. Una radice di indice pari richiede un radicando non negativo, non positivo, quando sta al numeratore.Manca la condizione sul denominatore: in il quoziente divide per zero e non è definito.Si è invertita la disuguaglianza nel ricavare la variabile: equivale a , perché portando all’altro membro resta .Il radicando deve essere non negativo, , cioè ; e il denominatore non può annullarsi, il che esclude l’. In la radice vale e il quoziente è definito.Ripassare: Funzioni algebriche di variabile reale
Domanda 2La funzione , ristretta a , è biiettiva su . Qual è la sua inversa?
È l’inversa dell’altra metà della parabola, la restrizione a : assume valori minori o uguali a , dei quali solo l’ sta nel dominio della restrizione data.Si sono annullate le operazioni con il segno dello spostamento cambiato: per tornare da a bisogna sommare , non sottrarlo. Per esempio, , ma questa formula dà in .È l’inverso moltiplicativo, non la funzione inversa: l’esponente di è solo una notazione per la funzione che annulla l’effetto di .Ricavando, ; poiché nella restrizione , il numero è la radice principale di , e non il suo opposto. Si verifica che .Ripassare: Operazioni tra funzioni, inversa e trasformazioni dei grafici
Domanda 3Per quale valore di il polinomio è divisibile per ?
Risposta corretta:
Per il teorema del fattore, divide il polinomio se e solo se questo si annulla in : , da cui . Chi ottiene ha valutato in , che è la radice di , non quella di .Ripassare: Algebra dei polinomi reali
Domanda 4Se e sono le radici di , quanto vale ?
Risposta corretta:
Per le formule di Viète, e ; quindi . Chi ottiene ha confuso con , e chi ottiene ha sommato invece di sottrarlo.Ripassare: Scomposizione dei trinomi di secondo grado e di grado 2n
Domanda 5Siano e interi. Secondo il teorema delle radici razionali, quale dei numeri seguenti non può essere radice di ?
Questo numero è invece un candidato: divide e divide . Forse si sono scambiati i ruoli del termine noto e del coefficiente direttivo.È un candidato: divide e divide . Il teorema non esclude i segni negativi, perché un intero ne divide un altro esattamente quando lo divide il suo opposto.È un candidato intero: divide , e il suo denominatore è , che divide ogni intero. Che sia radice dipenderà da e da .Una radice razionale ridotta ai minimi termini, , è tale che divide il termine noto, , e divide il coefficiente direttivo, . In , il numeratore non divide né il denominatore divide .Ripassare: Radici dei polinomi di grado superiore e divisione sintetica
Domanda 6Quali numeri e soddisfano per ogni reale diverso da e da ?
Sono i valori del numeratore nelle radici, senza dividere per il valore dell’altro fattore. Coprendo resta in vista anche il fattore , che si valuta insieme al numeratore.Si è perso il segno del denominatore valutando in : il fattore vale lì , e il quoziente di per è positivo.Si sono distribuiti i coefficienti del numeratore tra le frazioni. La somma ha numeratore , non .Per il metodo di Heaviside, è il valore in di , che è , e è il valore in di , che è . In entrambi i membri valgono .Ripassare: Frazioni algebriche e fratti semplici
Domanda 7Qual è l’insieme delle soluzioni della disequazione ?
Bisogna ancora escludere l’: lì il fattore si annulla e il quoziente vale , che non è negativo. La radice doppia non cambia il segno, ma resta uno zero.Si è considerata la radice doppia come se cambiasse il segno. Un fattore con esponente pari è positivo da entrambi i lati della sua radice, e il segno non cambia attraversando l’.Sono i punti in cui il quoziente è positivo: si è invertito il verso della disuguaglianza leggendo la tabella dei segni.Il quoziente ha il segno di fuori da , perché il fattore lì è positivo; quel quoziente è negativo tra e . In il numeratore si annulla, e la disuguaglianza stretta lo esclude.Ripassare: Tabelle dei segni e disequazioni
Domanda 8Qual è l’asintoto obliquo del grafico di ?
Si sono divisi per solo i primi due termini del numeratore, come se il denominatore fosse . Bisogna dividere per , e il termine del divisore modifica il quoziente.È il quoziente dei coefficienti direttivi, che dà un asintoto orizzontale solo quando i gradi sono uguali. Qui il numeratore ha un grado in più, e l’asintoto è obliquo.È l’asintoto verticale, che corrisponde allo zero del denominatore. L’asintoto obliquo descrive la funzione quando tende a o a .La divisione dà , cosicché , e la frazione tende a a entrambi gli estremi.Ripassare: Funzioni razionali: asintoti e grafico
Domanda 9Qual è l’asintoto del grafico di quando tende a ?
È l’asintoto quando tende a . Per negativo e grande in valore assoluto, ; inoltre una radice non è mai negativa, e la retta lo è per .Si è cambiato il segno di senza cambiare quello del termine costante. Il valore assoluto cambia il segno di tutta l’espressione .Manca il termine costante, che proviene dal completamento del quadrato; la differenza tra la funzione e tende a , non a .Completando il quadrato, , e la radice si avvicina a , che per è . La differenza è , che tende a .Domanda 10Un serbatoio contiene litri d’acqua con grammi di zucchero per litro. Da un istante dato vi si aggiungono, senza che esca liquido, litri al minuto di uno sciroppo con grammi di zucchero per litro, che si mescola immediatamente. Quali valori assume la concentrazione di zucchero, in grammi per litro, da quell’istante in poi?
La retta è un asintoto orizzontale: la frazione non vale mai , cosicché la miscela non arriva ad avere la concentrazione dello sciroppo che entra.Si è dimenticato lo zucchero che il serbatoio conteneva all’inizio, come se fosse acqua pura: nell’istante iniziale la concentrazione è , non , e da lì cresce.Si è fatta la media delle due concentrazioni, e , come se si mescolassero volumi uguali. Il volume di sciroppo aggiunto cresce senza limitazione, e la sua concentrazione finisce per dominare la miscela.Dopo minuti ci sono grammi di zucchero in litri: . La frazione decresce da verso senza mai annullarsi: la concentrazione cresce da e si avvicina a , quella dello sciroppo che entra, senza raggiungerla.Ripassare: Funzioni razionali: asintoti e grafico
Domanda 11Dalle unità precedentiQual è l’insieme delle soluzioni della disequazione ?
Si è risolta solo , dimenticando che il valore assoluto richiede anche .È la soluzione di . Un valore assoluto minore di descrive i punti vicini a , che formano un intervallo.La disuguaglianza equivale a ; sommando e dividendo per risulta .Ripassare: La retta reale: ordine, intervalli e valore assoluto
Domanda 12Dalle unità precedentiCalcolare .
Risposta corretta:
Per definizione, , e l’esponente negativo indica l’inverso: . Chi ottiene ha letto il segno dell’esponente come segno del risultato.Ripassare: Potenze a esponente razionale e radicali
Domanda 13Dalle unità precedentiQual è l’insieme delle soluzioni della disequazione ?
Dividendo per il numero negativo bisogna invertire il verso della disuguaglianza, e qui lo si è conservato.Il segno meno che precede la seconda frazione agisce su tutto il suo numeratore: , non .Moltiplicando per , che è positivo, , cioè ; dividendo per si inverte il verso: .Ripassare: Equazioni e disequazioni di primo grado e sistemi lineari
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