Matematica

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.

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.

Il volume presenta le diverse tipologie di quesiti di logica matematica utilizzate nei concorsi pubblici nazionali e dell’Unione europea, nelle selezioni aziendali, nelle prove di accesso ai master e alle università. Ne illustra le caratteristiche e le strategie di risoluzione. Contiene centinaia di esercizi risolti e commentati, per guidare la preparazione del candidato. Per un ulteriore esercizio, il lettore può infine svolgere in autonomia altre batterie di quesiti, di cui è indicata la soluzione senza commento. In particolare, il testo propone teoria ed esercizi relativi a: serie numeriche; serie di lettere; problemi di calcolo; esercizi con percentuali e frazioni; ragionamento logico matematico; esercizi sulle probabilità; problemi di lavoro. Il volume è completato da un capitolo di esercizi di logica matematica in lingua inglese.

Godfrey H. Hardy scrisse questa apologia nel 1940, quando era ormai al termine della sua carriera. L’intento che lo animava non era né didascalico né accademico. Voleva piuttosto tessere un elogio e una difesa della sua disciplina, ragionando in particolare sulla sua utilità e la sua bellezza. Se la prima è la naturale finalità della matematica applicata, la seconda è la qualità intrinseca di quella che Hardy definisce «vera matematica», quella pura, scevra di ricadute immediate sulla nostra vita quotidiana. Benché apparentemente più astratta, essa è capace di affascinarci come la grande musica o la poesia. Per Hardy la matematica è sinonimo di creatività: alcuni teoremi sono opere d’arte, in grado di sopravvivere per millenni, e l’autore ce ne offre illuminanti esempi. In questo senso, l’Apologia si spinge oltre i tradizionali confini della scienza, spaziando dagli scacchi al cricket e alla filosofia, tanto che uno scrittore come Graham Greene arriverà a definirla una «delle migliori rappresentazioni di cosa significhi essere un artista creativo». Prefazione di Marco Malvaldi.

I "Manoscritti matematici" di Karl Marx, oltre che per il contributo scientifico allo studio del calcolo differenziale tale da inserirsi nella revisione critica che va da Lagrange a Cauchy e Weierstrass, hanno importanti implicazioni per quanto concerne la problematica della dialettica e la critica dell’economia politica. Il "mistero" delle entità infinitesimali del calcolo differenziale, come il "mistero della merce", può sciogliersi solo risalendo alle operazioni umane sottostanti, esaminando, in questo caso, la forma che, di volta in volta, il calcolo differenziale assume attraverso i processi delle sue operazioni algebriche. Esattamente come nel caso dell’enigma della merce. È già questo un importante punto di congiunzione, in Marx, tra critica del calcolo differenziale e critica dell’economia politica.

La matematica insegnata nella scuola si presenta come un argomento chiuso e concluso; un sapere fatto di regole e tecniche, sospeso nel cielo delle cose immutabili, come le sfere celesti della cosmogonia antica. La matematica invece si rinnova e arricchisce continuamente, con l'obiettivo di conoscere la realtà via via più nascosta o sfuggente, da quella astronomica a quella in cui siamo immersi, fisica, fluida, in movimento, con i fenomeni casuali delle molteplicità aggregate e delle popolazioni, ora addirittura allo strumento stesso della conoscenza, l'intelligenza. Mai la matematica si è accontentata di misurare la realtà che appare, ma si è proposta di andare oltre le apparenze, per conoscere le cause. Questa infatti, sosteneva Aristotele, è la funzione della dimostrazione. Penetrare la realtà nascosta dalle apparenze richiede la formazione di rappresentazioni nella mente, modelli artificiali ma accurati di un mondo immaginato, che possiamo chiamare astratto: pensare in astratto. A lungo in parallelo la filosofia si dedicata agli stessi argomenti, e in più a quello della natura della matematica stessa, come evocano, tra i tanti, i nomi di Pitagora, Platone, Aristotele, Descartes, Pascal, Leibniz, Condorcet, Hume, Kant, Comte, Husserl, Russell, Wittgenstein. Conoscere i momenti di rinnovamento, quando un nuovo campo di ricerca ha comportato una riorganizzazione del sapere, significa anche esserne consapevoli nell'insegnamento, sapere quali caratteristiche sono obsolete, quali da trattare come routine, quali degne di un maggior investimento di attenzione.

Ogni disciplina scientifica si definisce pienamente nel momento in cui viene delimitata da una teoria in grado di evidenziarne i limiti e le potenzialità. Per l'informatica ciò avvenne negli anni trenta del XX secolo, in un effervescente panorama culturale e scientifico che affrontava i fondamenti della matematica, della fisica e della biologia, ben prima dell'avvento del calcolatore elettronico. Cosa significa «calcolare»? Cos'è un algoritmo? Cosa possiamo e cosa non possiamo calcolare? Ci sono dei limiti? Esiste un calcolatore universale? Cos'è un programma? Il programma che ho comperato funzionerà sempre o potrebbe entrare in loop su certi dati? Cos'è un linguaggio? Come si genera? Come si riconosce? Tra le cose che possiamo calcolare, quanti passi di calcolo dovremo ragionevolmente attendere per avere il risultato? Si può fare di meglio di quell'algoritmo per risolvere quel problema? Tutte queste domande hanno condotto alla teoria della calcolabilità effettiva, alla teoria dei linguaggi formali, e più tardi alla teoria della complessità computazionale, che include uno dei più importanti problemi ancora aperti per la scienza contemporanea. Questo volume illustra come sono state affrontate tali questioni. Nasce dall'esperienza ventennale degli autori nell'insegnamento del corso di Fondamenti dell'informatica, dapprima assieme, presso l'Università di Verona, poi separatamente nelle sedi di Verona e di Udine. Nato come dispensa già nel 1999, il volume è via via maturato negli anni, includendo note storiche, esempi e un gran numero di esercizi, molti dei quali assegnati come prova scritta d'esame.

Incendi causati dalle pareti a specchio dei grattacieli, impianti radar in tilt, edifici che tremano perché al dodicesimo piano qualcuno fa esercizio sulle note di The Power, ponti che oscillano più del dovuto, sistemi informatici destinati a fermarsi il 19 gennaio 2038, atleti di tiro a segno che non si presentano alle Olimpiadi, jet militari offerti in regalo a un trentesimo del loro valore con i punti della Pepsi. Cosa può causare tutto ciò, scatenando disastri o andandoci quantomeno molto vicino? Semplice: degli errori matematici. Anche se per natura abbiamo una certa comprensione della matematica basilare, ci riscopriamo parecchio stupidi quando si tratta di quella formale, sviluppata a partire dalle nostre conoscenze intuitive. Non veniamo al mondo con la capacità innata di gestire frazioni, numeri negativi o logaritmi; a scuola impariamo - lentamente e a fatica - a superare questi limiti, ma appena smettiamo di usare certi concetti il nostro cervello torna alle «impostazioni di fabbrica». Il problema è che il mondo moderno è interamente costruito sulla matematica: ingegneria, informatica, finanza, medicina le nostre esistenze scorrono immerse nei numeri e nelle loro applicazioni. Di solito non ce ne accorgiamo, perché tutto fila alla perfezione e la matematica fa egregiamente il suo lavoro dietro le quinte della nostra quotidianità. Talvolta, però, un intoppo più o meno grave ci ricorda che le nostre vite possono cambiare in modo drastico per un banale errore di calcolo. Spaziando dagli antichi egizi a Bill Gates, dalla birra agli iPhone, Matt Parker ci mostra come sviste in apparenza innocue possono avere effetti bizzarri o catastrofici. Tra sfide logiche, battute sul codice binario e storie dall'indiscutibile fascino, l'autore ci insegna a imparare dalle insidie della matematica, per ricordarci sempre di che potente alleato essa sia.

L'obiettivo minimo del presente testo è quello di fungere da supporto alle lezioni in aula di un primo corso di algebra lineare e geometria. È pensato, essenzialmente ma non solo, per gli studenti che frequentano e frequenteranno le lezioni del primo anno di ingegneria, specialmente, per quelli iscritti al Politecnico di Torino, in particolare, ma non solo, per quelli che seguono e seguiranno i corsi dell'autore, per i quali il libro è stato specialmente pensato e scritto.

Il testo evidenzia un percorso che mostra come la Statistica contribuisca in misura sostanziale alla conoscenza umana fondata sulle evidenze empiriche per le quali è necessario costruire modelli, sempre perfettibili perché falsificabili da nuovi dati. Riducendo al minimo le complicazioni formali, senza rinunciare al rigore del ragionamento statistico, il testo presenta e sviluppa numerosissimi esempi, quasi tutti su dati reali e sempre replicabili (grazie all’Ambiente R, disponibile online per i lettori assieme a un’introduzione dettagliata e sistematica per tale software statistico). Questa nuova edizione, completamente riscritta sia nella prospettiva che nei contenuti, è finalizzata ad un corso di Statistica per tutti i percorsi universitari di primo e secondo livello e si arricchisce di tematiche che vengono sempre più richieste nella professione e nella ricerca: analisi della varianza, test ripetuti, curve ROC, modelli di regressione multipla, modelli con variabili qualitative, regressione logistica.

Che cos'è un numero immaginario? Due rette parallele arriveranno mai a incontrarsi? La matematica può aiutarci a prevedere il futuro? Nel corso del tempo i matematici si sono posti grandi domande, offrendo talvolta risposte utili per comprendere meglio i campi più svariati della nostra esistenza, dai pattern presenti in natura alla tecnologia informatica. Scritto in modo semplice e diretto, "Il libro della matematica" include teorie, citazioni memorabili, aneddoti, immagini che gettano nuova luce sull'idea che abbiamo del mondo dei numeri. Che tu sia uno studente avido di conoscenza o un semplice curioso, troverai fra queste pagine moltissimi spunti di riflessione.