Matematica

Due più due fa quattro. La matematica non è un'opinione. E se non ci sei portato, meglio lasciar perdere, non hai speranze. Le donne, poi, con i numeri sono proprio negate... Quante volte ci siamo sentiti ripetere queste verità dal sapore assoluto, senza pensare che forse assolute non lo sono nemmeno un po'? Spesso quello in cui crediamo affonda le radici nel pregiudizio. E la matematica è il contrario del pregiudizio: è fatta per i curiosi, e quindi per tutti noi. Perché un teorema o una formula mettono in gioco la nostra fantasia e la nostra creatività non meno di un'opera d'arte, e ci consentono di interpretare il mondo con occhi più acuti e mente più aperta. Insomma, capire la matematica è questione d'immaginazione, e di provare a superare la visione comune. A smantellare uno per uno gli stereotipi che circondano la scienza di Pitagora e Einstein - e che molti di noi si portano dietro dai banchi di scuola - ci pensa Lorella Carimali, che ha dedicato la sua vita all'insegnamento della matematica, e che con questo libro, che è anche un'appassionata lettera d'amore per la scuola e il suo ruolo educativo, ci insegna ad avere fiducia nelle nostre potenzialità e a dare una chance ai numeri, alleati preziosi per affrontare le sfide della vita.

«Questa raccolta di esercizi è pensata come supporto all'opera Manuale modulare di metodi matematici, per questo motivo ogni capitolo inizia con il richiamo al modulo o ai moduli di riferimento di tale testo; si potrà osservare una corrispondenza anche tra le sezioni di questo testo e i capitoli del modulo di riferimento. Si è cercato inoltre, quando possibile, di utilizzare la stessa notazione e lo stesso ordine nell'esposizione degli esercizi. Il testo è organizzato in questo modo: per ogni tipologia di esercizio si inizia proponendo la soluzione guidata e arricchita di numerosi dettagli anche teorici, le successive soluzioni sono meno dettagliate, si conclude la sezione con esercizi proposti di cui è riportato solamente il risultato finale. Il primo capitolo riguarda gli esercizi principali di Algebra Lineare necessari per affrontare diversi problemi di natura economica e soprattutto finanziaria. Dalle operazioni con vettori e matrici al calcolo del determinante e della matrice inversa fino alla nozione di spazio vettoriale e alla risoluzione dei sistemi lineari. Il secondo capitolo introduce esercizi di Analisi Matematica partendo dal concetto di insieme numerico, per passare alle funzioni reali ad una variabile reale, al concetto di limite, continuità, derivabilità, differenziabilità e allo studio di funzione. Al termine del capitolo sono anche riportati alcuni esercizi più complessi utili per un approfondimento. Il terzo capitolo tratta di argomenti relativi a funzioni reali a più variabili reali partendo dal concetto di autovalore e autovettore e dallo studio delle forme quadratiche. Si passa quindi a nozioni già trattate nel secondo capitolo riferite a funzioni a più variabili e alla risoluzione di problemi di ottimizzazione non vincolata. Il capitolo si conclude con esercizi di ottimizzazione vincolata con vincoli di uguaglianza e alcuni semplici esempi con vincoli di disuguaglianza. Infine il quarto capitolo propone alcuni esercizi di base sui metodi di integrazione, integrali definiti e studio della funzione integrale. Un particolare ringraziamento alla Professoressa Adriana Gnudi per la pazienza e la dedizione nel rivedere ogni esercizio, integrare e commentare le soluzioni consentendo la realizzazione del volume e alla Professoressa Elisabetta Allevi per i preziosi consigli e la fiducia dimostrata nella realizzazione dell'eserciziario.» (dalla Prefazione)

Cos'è il tempo? Questa domanda ha affascinato filosofi, matematici e scienziati per migliaia di anni, ma sembra non poter trovare risposta. Perché il tempo sembra accelerare con l'età? Qual è la sua connessione con i cicli della memoria? A fornire ognuna di queste risposte ci prova Joseph Mazur: partendo da Zenone per arrivare alla fisica quantistica, ci aiuta a capire come il rapporto tra uomo e tempo si è evoluto nel corso della storia. La tesi di Mazur è molto semplice: il tempo vive dentro di noi. Le nostre cellule sono dotate di consapevolezza temporale, e così un viaggio sullo Space Shuttle può sembrare più breve di un viaggio di sei ore in treno. Quello di Mazur è un viaggio divertente e pieno di intuizioni su come cambiano le nostre percezioni, compreso lo scorrere del tempo.

La Matematica e la Fisica sono due materie tanto complicate quanto fondamentali. Esse rappresentano la base di qualunque disciplina nell'ambito scientifico e per questo la loro comprensione e la corretta applicazione dei loro principi è di uguale importanza. Le materie in questione inoltre sono integrate o talvolta date per scontate nella maggior parte dei corsi di laurea ad indirizzo scientifico e rappresentano uno degli argomenti sulla base dei quali vengono stilati i quiz per i concorsi ad accesso programmato. Nelle prove di selezione la matematica e la fisica, ma in modo particolare la prima, sono indispensabili per la risoluzione dei quesiti non solo specifici delle materie, ma anche di quelli di logica e più precisamente di logica matematica e di chimica; così le lacune nella conoscenza di queste discipline porta spesso a una maggiore difficoltà nel superamento dei test. Questo Manuale di Matematica e Fisica è stato pensato e realizzato espressamente per affrontare la prova di ammissione alle facoltà universitarie dell'area medico-sanitaria. È suddiviso in più moduli e ognuno di essi tratta determinati argomenti, concentrandosi e focalizzando l'attenzione su quelle conoscenze teoriche che sono di fondamentale importanza per la risoluzione dei quiz, cercando inoltre di essere il più esaustivo possibile pur nella sua sinteticità. Per ogni argomento trattato vengono inseriti degli esempi pratici in modo da rendere chiaro ogni concetto e al termine di ognuno di essi sono inserite delle esercitazioni che permettono di consolidare le conoscenze appena acquisite. Ecco un piccolo elenco delle macroaree trattate: Matematica: Insiemi numerici e algebra. Funzioni. Geometria. Probabilità e statistica Fisica: Le misure e i sistemi di misura. Cinematica. Dinamica. Meccanica dei fluidi. Termologia e termodinamica. Elettrostatica ed elettrodinamica.

Tutti sappiamo che due più due fa quattro, ma pochi di noi sono in grado di dire perché. Si tratta, in effetti, di un'affermazione tutt'altro che scontata da un punto di vista matematico. Si celebrano coloro che dimostrano teoremi apparentemente astrusi, si girano film su questi personaggi eccentrici, ma come abbiano fatto, in che cosa consista la loro prova non sembra essere mai del tutto chiaro. In QED , che altro non è se non l'acronimo per Quod Erat Demonstrandum , formula di rito posta alla fine di tutte le dimostrazioni matematiche, la problematica delle dimostrazioni viene inserita in un quadro storico e filosofico, dai greci a Descartes alla rigorizzazione dell'Ottocento, ma soprattutto le dimostrazioni vengono discusse dall'interno, per far risaltare il loro ruolo nella costruzione della matematica. Al termine della lettura, sarà impossibile restare insensibili al fascino dell'eleganza razionale dell'attività dimostrativa, dal lampo d'intuizione iniziale alla sua inevitabile e stringente conclusione, a volte così poco intuitiva da risultare sorprendente.

Una scorrevole e affascinante storia della matematica da Pitagora a Hilbert, leggibile anche, e soprattutto, dal lettore comune.

Il presente volume di esercizi svolti è rivolto a studenti universitari, di vari corsi di studio, che affrontano esami di geometria e algebra lineare. Il materiale è suddiviso in quattro parti: Esercizi, Risultati, Svolgimenti e Problemi Misti. Gli argomenti affrontati sono i seguenti: geometria analitica del piano e dello spazio; sistemi lineari; operazioni con le matrici; spazi vettoriali; generatori e indipendenza lineare; applicazioni lineari; cambi di base; sottospazi vettoriali; determinanti; diagonalizzazione; strutture euclidee; spazi euclidei; forme quadratiche; trasformazioni geometriche; coniche; quadriche.

La vita è una lotteria. L'incertezza genera dubbi e il dubbio ci fa sentire a disagio; quindi ci piacerebbe ridurre, o meglio ancora eliminare, l'incertezza. Ma l'incertezza è ovunque, fa capolino in qualsiasi considerazione legata all'avvenire, si tratti del tempo, dell'economia o del sesso di un nascituro. Persino quelle quantità che crediamo di conoscere, come il numero di abitanti di un paese o le traiettorie dei moti dei pianeti, contengono delle possibilità di errore. Non stupisce perciò che l'uomo abbia da sempre cercato di definire, comprendere e limitare l'incertezza. Nel corso dei secoli, mossi da curiosità o competizione, pionieristici matematici e scienziati hanno via via ridotto le selvagge zone di incertezza per addomesticare le probabilità e le statistiche. Eppure, anche se da sconosciuta l'incognita è diventata conosciuta, il nostro pessimismo ci fa poi concludere che alcuni quesiti sono comunque irrisolvibili, e che le nostre intuizioni ci hanno ingannato. O peggio ancora: quando comprendiamo quanto l'incertezza sia onnipresente e mutevole, ci scontriamo con il caos, la meccanica quantistica e i limiti delle nostre capacità predittive. L'incertezza non è sempre un male. Ci piacciono le sorprese, purché siano piacevoli. A molti diverte puntare qualche soldo sulle corse di cavalli e la maggior parte degli sport non avrebbe senso se sapessimo all'inizio chi vincerà. Alcuni futuri genitori ci tengono a non sapere il sesso del nascituro. La maggior parte di noi, sospetto, non vorrebbe conoscere in anticipo la data della propria morte, e tanto meno come si verificherà. Ma queste sono eccezioni. La vita è una lotteria. L'incertezza genera spesso dubbi e il dubbio ci fa sentire a disagio; quindi vogliamo ridurre, o meglio ancora eliminare, l'incertezza. Ci preoccupiamo di che cosa succederà. Teniamo d'occhio le previsioni del tempo, pur sapendo che il tempo è notoriamente imprevedibile e che le previsioni sono spesso sbagliate. […] Le faccende umane sono sempre state caotiche, ma anche in ambito scientifico la vecchia idea di una natura che obbedisce a leggi esatte ha lasciato il posto a una visione più flessibile. Possiamo trovare regole e modelli che sono approssimativamente veri […] ma sono pur sempre provvisori, destinati a modifiche se e quando arrivano nuovi dati. La teoria del caos ci dice che perfino quando qualcosa obbedisce effettivamente a regole rigide, può lo stesso essere imprevedibile. La meccanica quantistica ci dice che, arrivando alle scale minime, l'universo è intrinsecamente imprevedibile. L'incertezza non è solo un segno di ignoranza umana; è ciò di cui è fatto il mondo.

I numeri sono dappertutto: dai computer ai concessionari di auto, ai fogli di calcolo per viaggi spaziali. È innegabile, i numeri sono ormai la struttura portante della società, accettati e usati senza neanche pensare: ma come si è arrivati sin qui? Leo Corry racconta la storia che sta dietro l'idea di "numero", dai tempi di Pitagora fino al XXI secolo. In un'agevole e dettagliata carrellata l'autore ripercorre la storia dei numeri dall'antica Grecia, all'Islam, ai matematici europei del Medioevo e del Rinascimento, durante la rivoluzione scientifica, fino agli inizi del XX secolo e all'inaugurazione della moderna idea di numero. Con un'attenzione rivolta ai dibattiti sui fondamenti ma anche all'uso pratico, Corry mostra come la storia dei numeri sia intimamente connessa a quella di equazione, offrendo un'autorevole introduzione utile a studenti universitari, docenti, ingegneri, matematici di professione, nonché a chiunque sia interessato alla storia della matematica.

Vi siete mai chiesti come calcolare l'esatta probabilità matematica della morte di uno dei personaggi di 'Il Trono di spade'? Come è possibile che un un drago, una creatura gigantesca e pesante, riesca a volare? A quali forza è stata sottoposta la spina dorsale di Gwen Stacy (la fidanzata dell'Uomo Ragno) quando il suo fidanzato-supereroe la salvò da una drammatica caduta dal ponte? Oppure quanto bisogna spendere al supermercato per riuscire a completare la collezione dei Rollinz? Molti di noi non saprebbero rispondere a queste domande, ma non i matematici nerd, che hanno pronta un'equazione per qualsiasi quesito impossibile. Questo saggio vuole essere uno stimolo innovativo per affrontare la matematica con l'aiuto del nostro immaginario popolare.

Per Imre Toth scienza ed esistenza trovano fondamento in uno stesso principio dialettico: il daimòn, la scelta. Non esiste vita, pensiero critico, espressione artistica o scientifica senza una scelta. E ogni scelta è sostanzialmente legata al tempo passato e alle emozioni vissute. Siamo grani di tempo impastati di logica e sentimento, storia e memoria. La matematica per lo storico della scienza e filosofo ungherese è un avvenimento dello spirito, una delle molteplici espressioni della libertà individuale. L'espressione più alta di quel mistero che è la presenza del soggetto umano nell'universo: l'unico essere vivente capace di dire «no». In questa avventurosa ricostruzione degli eventi che hanno condotto l'autore dalla Resistenza durante il Nazismo, alla critica del Comunismo ungherese - che gli costò l'espulsione dal partito in quanto idealista - la matematica si trasforma in un momento di intensa spiritualità.

Il presente volume di esercizi svolti è rivolto a studenti universitari, di vari corsi di studio, che affrontano esami di matematica. E' suddiviso nei capitoli seguenti: 1. Serie Numeriche ed Integrali Impropri; 2. Successioni e Serie di Funzioni; 3. Algebra Lineare; 4. Equazioni Differenziali Ordinarie; 5. Geometria Analitica nello Spazio; 6. Curve; 7. Funzioni di Più Variabili; 8. Massimi e Minimi; 9. Integrali Multipli; 10. Campi Vettoriali; 11. Superfici e Integrali Superficiali.