Programma di massima del corso Geometria 1 per Ingegneria Civile Docente: Giovanni Cerulli Irelli

Documenti analoghi
PROGRAMMA DEL CORSO DI GEOMETRIA E ALGEBRA. A.A

Facoltà di INGEGNERIA E ARCHITETTURA Anno Accademico 2016/17 Registro lezioni del docente ZUDDAS FABIO

PROGRAMMA DEL CORSO DI GEOMETRIA E ALGEBRA. A.A

DIARIO DEL CORSO DI GEOMETRIA E ALGEBRA LINEARE

Programma del corso Geometria 1 Docente: Giovanni Cerulli Irelli

4. Sottospazi vettoriali Piani e rette in E 3 O

Facoltà di Ingegneria Corsi di Laurea in Ingegneria Navale ed Ingegneria Industriale. Programma del corso di GEOMETRIA

Registro dell insegnamento. Facoltà Ingegneria... Insegnamento GEOMETRIA... Settore Mat03... Corsi di studio Ingegneria Meccanica (M-Z)...

0. Introduzione al linguaggio matematico

A.A. 2014/2015 Corso di Algebra Lineare

REGISTRO DELLE LEZIONI

0. Introduzione al linguaggio matematico

appuntiofficinastudenti.com 1. Strutture algebriche e polinomi

UNIVERSITA DEGLI STUDI DI PAVIA REGISTRO. DELLE LEZIONI ESERCITAZIONI SEMINARI Anno accademico 2012/13

Registro dell insegnamento

Anno Accademico 2016/2017

0. Introduzione al linguaggio matematico

ii 1.20 Rango di una matrice Studio dei sistemi lineari Teoremi di Cramer e Rouché-Capelli......

UNIVERSITA DEGLI STUDI DI PAVIA REGISTRO. DELLE LEZIONI ESERCITAZIONI SEMINARI Anno accademico 2015/16

Registro dell'insegnamento

Mercoledì 3 ottobre (11-13, 2 ore). Preliminari:

UNIVERSITA DEGLI STUDI DI PAVIA REGISTRO. DELLE LEZIONI-ESERCITAZIONI- SEMINARI Anno accademico 2009/10

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI FIRENZE. Registro dell'insegnamento

Diario del corso di Geometria 1

Registro dell'insegnamento

Le date si riferiscono alla prova scritta, le date delle prove orali verranno comunicate durante le prove scritte.

UNIVERSITA DEGLI STUDI DI PAVIA REGISTRO DELLE LEZIONI-ESERCITAZIONI- SEMINARI. Corso di laurea INGEGNERIA ELETTRONICA/INFORMATICA.

Matematica discreta 1 [145016]

Nozioni e notazioni: concetti primitivi di insieme, elemento ed appartenenza.

Docente Dipartimento di Fisica Ore didattica assegnate 2016/17 Registro del docente PIGNATELLI ROBERTO. Ore didattica assegnate. Altre ore assegnate

Matematica II, aa

CORSO ALGEBRA LINEARE 2009/10

DIARIO DEL CORSO DI MATHEMATICS FOR DATA SCIENCE TRENTO, A.A. 2018/19 DOCENTI: ANDREA CARANTI, SIMONE UGOLINI

Docente Dipartimento di Fisica Ore didattica assegnate 2017/18 Registro del docente PIGNATELLI ROBERTO. Ore didattica assegnate. Altre ore assegnate

CORSO ALGEBRA LINEARE 2006/07

Prima prova scritta di Geometria 1, 26 gennaio 2018

Algebra lineare e geometria AA Esercitazione del 14/6/2018

FACOLTÀ DI INGEGNERIA Esame di GEOMETRIA E ALGEBRA. (Ingegneria Industriale A.A. 2013/2014. Docente: F. BISI.

UNIVERSITA DEGLI STUDI DI ROMA LA SAPIENZA FACOLTA DI SCIENZE MATEMATICHE, FISICHE E NATURALI CORSO DI LAUREA IN FISICA

Registro dell'insegnamento

UNIVERSITA DEGLI STUDI DI PAVIA REGISTRO. DELLE LEZIONI-ESERCITAZIONI- SEMINARI Anno accademico 2014/15

GEOMETRIA PER FISICI ELENCO DEGLI ARGOMENTI TRATTATI DURANTE LE LEZIONI

Registro dell insegnamento

CORSO ALGEBRA LINEARE 2008/09

PROGRAMMA del corso di. GEOMETRIA 1 - Algebra Lineare. Laurea Triennale in Matematica. Anno Accademico 2007/08. docente : Bruno Zimmermann

Calendario delle lezioni di Geometria e Algebra

REGISTRO DELLE LEZIONI

ALGEBRA LINEARE E GEOMETRIA A - L

Esame di Geometria - 9 CFU (Appello del 26 gennaio 2016)

(VX) (F) Se A e B sono due matrici simmetriche n n allora anche A B è una matrice simmetrica.

GAAL: Capitolo dei prodotti scalari

Autovalori e autovettori, matrici simmetriche e forme quadratiche (cenni) (prof. M. Salvetti)

CORSO ALGEBRA LINEARE E GEOMETRIA - MOD. A / ALGEBRA LINEARE CON ESERCITAZIONI (2010/11)

UNIVERSITA DEGLI STUDI DI ROMA LA SAPIENZA FACOLTA DI SCIENZE MATEMATICHE, FISICHE E NATURALI CORSI DI LAUREA DI AREA FISICA

3. Vettori, Spazi Vettoriali e Matrici

CORSO ALGEBRA LINEARE 2007/08

Esame di geometria e algebra

Ferruccio Orecchia. esercizi di GEOMETRIA 1

Esame di geometria e algebra

Soluzione. (a) L insieme F 1 e linearmente indipendente; gli insiemi F 2 ed F 3 sono linearmente

3. Vettori, Spazi Vettoriali e Matrici

13 febbraio Soluzione esame di geometria - Ing. gestionale - a.a COGNOME... NOME... N. MATRICOLA... ISTRUZIONI

Esame scritto di Geometria I

REGISTRO DELLE ESERCITAZIONI

Applicazioni lineari e diagonalizzazione. Esercizi svolti

Istituzioni di Matematiche II AA Registro delle lezioni

Argomenti delle lezioni. Presentazione del corso. Generalità sulle equazioni differenziali ordinarie. Integrale generale.

Parte 8. Prodotto scalare, teorema spettrale

SPAZI EUCLIDEI, APPLICAZIONI SIMMETRICHE, FORME QUADRATICHE

NOME COGNOME MATRICOLA CANALE

Corso di Laurea in Ingegneria Informatica (L8) Anno Accademico 2015/2016 ALGEBRA LINEARE E GEOMETRIA

ALGEBRA LINEARE E GEOMETRIA F - O

1. Martedì 1/10/2013, ore: 2(2) Introduzione al corso: problemi ben posti, condizionamento, stabilità, complessità

ALGEBRA LINEARE E GEOMETRIA - canale 3

N90200 Analisi Matematica Anno Accademico 2017/18 - II semestre

1) Quali dei seguenti sottoinsiemi del campo dei numeri reali ℝ sono sottospazi vettoriali?

ESERCIZI DI ALGEBRA LINEARE (II PARTE) In ogni sezione gli esercizi sono tendenzialmente ordinati per difficoltà crescente.

Matematica Discreta e Algebra Lineare (per Informatica)

Esame di Geometria - 9 CFU (Appello del 14 gennaio A)

Corso di Geometria e Algebra Programma svolto anno accademico 2017/2018

I VERIFICA DI GEOMETRIA 1 CORSO DI LAUREA IN MATEMATICA - 4 DICEMBRE 2007

ALGEBRA LINEARE E GEOMETRIA - canale 1

Sapienza Università di Roma Corso di laurea in Ingegneria Energetica Geometria A.A ESERCIZI DA CONSEGNARE prof.

(2) Dato il vettore w = (1, 1, 1), calcolare T (w). (3) Determinare la matrice A associata a T rispetto alla base canonica.

Sullo svolgimento di una delle quattro versioni della prova scritta di Geometria analitica e algebra lineare del giorno 11 febbraio 2013.

Corso di Geometria Ing. Informatica e Automatica Test 1: soluzioni

Registro di Matematica Applicata /18 - Dott.ssa L. Fermo 2

ALGEBRA LINEARE E GEOMETRIA - canale 1

Note per il corso di Geometria Corso di laurea in Ing. Elettronica e delle Telecomunicazioni

Soluzioni agli Esercizi di Geometria e Algebra per Ingegneria Aerospaziale (nuovo ordinamento)

1. Martedì 27/09/2016, ore: 2(2) Introduzione al corso: problemi ben posti, condizionamento, stabilità, complessità

1. Mercoledì 27/09/2017, ore: 2(2) Introduzione al corso: problemi ben posti, condizionamento, stabilità, complessità

Analisi Matematica T1 - A.A prof.g.cupini CdL Ingegneria Edile Università di Bologna REGISTRO DELLE LEZIONI

Transcript:

Programma di massima del corso Geometria 1 per Ingegneria Civile Docente: Giovanni Cerulli Irelli a.a. 2016/2017 Settimana 1: Lun 26/09: Info Docente. Info Corso ( programma di massima, orario lezioni, ricevimento). Obiettivi del corso. Metodo. Modalità di esame. Libro di testo e libri di esercizi. Presentazione della piattaforma ÒConnectÓ da parte della Dr.ssa Molinari. Insiemi e funzioni: Unione, intersezione, differenza e prodotto cartesiano di insiemi. Dimostrazione della legge di distributività dellõunione rispetto allõintersezione. Definizione di funzione tra due insiemi. Immagine di una funzione, controimmagine di un sottoinsieme. Funzioni iniettive, suriettive e bigiettive. La funzione cubo è iniettiva. Esempi e controesempi. Mar 27/09: Elementi di logica elementare: implicazioni logiche, negazione di una implicazione logica. Simboli matematici. Definizione di gruppo commutativo. Definizione di campo. Numeri naturali, interi, razionali e reali. I numeri razionali e reali formano un campo. Polinomi a coefficienti in un campo (definizione). Merc 28/09: Esercizi su insiemi, funzioni, campi e implicazioni logiche. Giov 29/09: Vettori geometrici del piano. Definizione. Definizione della somma di due vettori geometrici. LÕinsieme dei vettori geometrici applicati in un punto O con la somma appena definita è un gruppo abeliano. Qui si trovano le note di questa lezione. Settimana 2: Settimana 3: Lun 03/10: Basi di vettori nel piano. Coordinate di un vettore nel piano. Correzione degli esercizi settimanali. Mar 04/10: La mappa F B che dà un isomorfismo tra i vettori del piano e lo spazio R 2 delle coppie ordiante di numeri reali. Mer 05/10: Sistemi di riferimento affine nel piano e nello spazio. Equazioni di rette e piani. Intersezione di due rette. Gio 06/10: Equazioni parametriche di rette e piani. Esempi. Lun 10/10: Sistemi di equazioni lineari. Operazioni elementari sulle righe di un sistema di equazioni lineari. Mar 11/10: Sistemi triangolari superiori. Principio di induzione. Un sistema triangolare superiore ammette unõunica soluzione se e solo se gli elementi diagonali 1

sono non-nulli. Eliminazione di Gauss per sistemi quadrati. Pivot di una matrice. Esempi. 12/10: Matrici non-singolari. Un sistema quadrato con matrice dei coefficienti non-singolare ammette unõunica soluzione se e solo se ha tutti i pivot non-nulli. Esempi. Definizione di spazio vettoriale. Sottospazi vettoriali. Esempi (sottospazi vettoriali di VO 2 ). 13/10: Sistemi lineari omogenei. LÕinsieme delle soluzioni di un sistema lineare omogeneo in n incognite è un sottospazio vettoriale di R n. Combinazioni lineari. Un sistema non omogeneo è compatibile se e solo se il vettore dei termini noti giace nello span delle colonne della matrice dei coefficienti. Settimana 4: Settimana 5: Settimana 6: Lun 17/10: Spazi e sottospazi. Combinazioni lineari. 18/10: Indipendenza lineare e basi. 19/10: Tutoraggio (svolto dal Dr. Francesco Meazzini) 20/10: Esistenza delle basi per spazi vettoriali finitamente generati. Dimensione di uno spazio vettoriale. Teorema del completamento. 24/10: Somma e intersezione di sottospazi. Formula di Grassmann. Somma diretta di sottospazi. Esistenza del supplementare di un sottospazio. Teorema di struttura per sistemi lineari. 25/10: Esercizi sul teorema di struttura. Applicazioni lineari. Apllicazione lineare associata ad una matrice. Esempi. 26/10: Ancora sulle applicazioni lineari. Esempi. Ogni applicazione lineare è univocamente determinata dai valori che assume su una base. Nucleo e immagine di unõapplicazione lineare. UnÕapplicazione lineare è iniettiva se e solo se il suo nucleo è zero. Teorema della dimensione. 27/10: Esercizi riguardo il teorema della dimensione. Formula di Aggiunzione. Decomposizione di R n come somma diretta del nucleo di una matrice e dellõimmagine della trasposta. 31/10: Lezione rimandata per venire incontro alle necessità degli studenti fuori-sede (il ricevimento è attivo). Il docente richiede di studiare i numeri complessi come compito per casa. 01/11: Vacanza accademica. 02/11: Decomposizione indotta da una matrice reale. Cenni sulle matrici complesse (la matrice coniugata ha lo stesso rango della matrice di partenza, matrice aggiunta). Decomposizione indotta da una matrice complessa. Cenni sullõalgoritmo di riduzione a scala. 03/11: Riduzione a scala (matrici a scala e loro proprietà). Ogni sistema lineare è equivalente ad un sistema a scala. Applicazioni della riduzione a scala: calcolo del rango di una matrice, base dellõimmagine, base del nucleo, base dellõintersezione e della somma di due sottospazi di R n, completamento di un insieme lin. ind. ad una base di R n... 2

Settimana 7: Settimana 8: Settimana 9: 07/11: Discussione degli esercizi settimanali riguardo lõuso della riduzione a scala per la risoluzione di problemi algebrici e geometrici. 08/11: Sottospazi vettoriali e affini di R n. Ogni tale sottospazio è il nucleo e lõimmagine di una matrice. Equazioni cartesiane e parametriche di tali sottospazi. Discussione di come ottenere equazioni cartesiane a partire da equazioni parametriche e viceversa. 09/11: Matrici ed applicazioni lineari: Lo spazio vettoriale L(V,W) delle applicazioni lineari da V a W. UnÕapplicazione lineare T:V - W è invertibile se e solo se è iniettiva e suriettiva. Se dim V=dim W, allora T è un isomorfismo se e solo se è iniettiva se e solo se è suriettiva. Esempi di spazi vettoriali isomorfi. 10/11: Isomorfismo tra L(R n, R m ) e le matrici mxn. Matrice identità, matrice nulla. Moltiplicazione righe per colonne di matrici. Matrici invertibilli. Uso della riduzione a scala per il calcolo dellõinversa di una matrice invertibile. 14/11: Soluzione di alcuni esercizi settimanali su: moltiplicazione di matrici; criteri per stabilire se una matrice 2x2 è invertibile; inversa di una matrice 2x2 (invertibile); equazioni cartesiane e parametriche dellõintersezione e della somma di due sottospazi di R 4 (Esercizio 2); inversa di una matrice 4x4 (es. 10); soluzione dellõesercizio 8. 15/11: Matrice associata ad unõapplicazione lineare tra spazi vettoriali di dimensione finita. Isomorfismo tra L(V,W) e le matrici (dim W)x (dim V). Esempi. 16/11: Matrice del cambiamento di base tra due basi di uno spazio vettoriale V. Esempi. 17/11: Come cambia la matrice associata ad unõapplicazione lineare se si cambiano basi sia in partenza che in arrivo. Matrici associate ad un endomorfismo rispetto ad una data base. Matrici simili. Matrici di rotazione nel piano. 21/11: Ogni endomorfismo di uno spazio vettoriale determina una classe di similitudine di matrici, e viceversa ogni classe di similitudine di matrici determina un endomorfismo. Correzione degli esercizi settimanali (Settimana 8). 22/11: Definizione di determinante come unica funzione multilineare, alternante e che vale 1 sullõidentità. Discussione della sua unicità. Teorema di esistenza del determinante (senza dimostrazione) attraverso lo sviluppo di Laplace lungo la prima colonna. Relazione tra il determinante di una matrice 2x2 con lõarea del parallelogramma generato dalle colonne. Esempi. 23/11: Sviluppi di laplace del determinante (senza dimostrazione). Esempi. Il determinante è invariante per trasposizione. Tecniche di calcolo del determinante: sviluppi di Laplace o eliminazione di Gauss. Esempi. 24/11: Teorema di Binet. Il determinante dellõinversa è uguale allõinverso del determinante. Teorema di Cramer. Uso del teorema di Cramer per trovare la matrice inversa. Esempi. 3

Settimana 10: 28/11: Correzione degli esercizi settimanali. 29/11: Ancora sul determinante di una matrice 2x2 come area (orientata) di un parallelogramma. Determinante di un endomorfismo lineare. Calcolo dellõarea del trasformato T(P) di un parallelogramma P tramite un endomorfismo lineare T di R 2. Definizione di autovettore ed autovalore. Primi esempi. Soluzione di un sistema diagonale di equazioni differenziali lineari. Una matrice di rotazione del piano non ammetter autovettori reali, a meno che non sia lõidentità o la sua opposta. 30/11: Spettro di un endomorfismo lineare. Le matrici di rotazione (non banali) sono diagonalizzabili su C ma non su R. Autovettori relativi ad autovalori distinti sono linearmente indipendenti. 01/12: Polinomio caratteristico di un endomorfismo lineare. Sua determinazione esplicita in dimensione 2 e 3. Il polonomio caratteristico è un polinomio di grado n, avente come coefficiente di grado (n-1) la traccia (a meno del segno), e come termine noto il determinante. Gli autovalori sono gli zeri del polinomio caratteristico. Molteplicità algebrica e geometrica di un autovalore. La molteplicità geometrica è minore o uguale della molteplicità algebrica. Settimana 11: 05/12: Correzione degli esercizi della settimana 10. 06/12: Caratterizzazione degli endomorfismi diagonalizzabili: Un endomorfismo lineare è diagonalizzabile se e solo ha tutti gli autovalori nel campo e per ognuno di essi la molteplicità algebrica coincide con la molteplicità geometrica. Prima parte del teorema spettrale: ogni matrice simmetrica reale ha lo spettro reale; in particolare ammette un autovettore reale (la dimostrazione usa il prodotto hermitiano canonico di C n ). 07/12: Strutture metriche: prodotto scalare standard di R n. Definizione di prodotto scalare su R n come di una funzione bilineare, simmetrica e definita positiva. Ogni prodotto scalare su R n è della forma T XAY per una opportuna matrice A. Definizione di lunghezza o norma di un vettore di R n rispetto ad un prodotto scalare fissato. Definizione di ortogonalità (o perpendicolarità) tra due vettori di R n. Teorema di Pitagora. Proiezione ortogonale di un vettore di R n su un vettore non-nullo e sua componente. Esempio: coefficienti di Fourier. 08/12: Vacanza accademica. Settimana 12: 12/12: Coseno dellõ angolo tra due vettori di Rn. Disuguaglianza di Cauchy- Schwarz. Sottospazio ortogonale di un sottospazio vettoriale U di R n. Definizione di base ortonormale. Correzione di alcuni esercizi della settimana 11. 13/12: Coefficienti di Fourier (ovvero componenti di un vettore rispetto ad una base ortonormale). Procedimento di ortogonalizzazione di Gram-Schmidt. Sia U un sottospazio di R n e sia data una sua base ortogonale; allora si può completare tale base ad una base ortogonale di R n. In particolare ogni sottospazio di R n ammette una base ortonormale. Esempi. Teorema spettrale (parte 2): sia A una matrice simmetrica nxn reale; allora esiste una base ortonormale di R n munito del prodotto scalare standard, composta di autovettori per A. 4

14/12: Ancora sulla seconda parte del teorema spettrale. Illustrazione della dimostrazione su un esempio. Matrici ortogonali e loro proprietà. 15/12: Teorema spettrale (parte 3): se una matrice nxn reale ammette una base ortonormale di autovettori in R n munito del prodotto scalare standard, allora essa è simmetrica. Una matrice A è simmetrica se e solo se esiste una matrice ortogonale U tale che T UAU è diagonale. Prodotto vettore in R 3 e sue proprietà. Settimana 13: 19/12: Nozione di distanza in uno spazio metrico. Definizione di distanza tra due vettori di uno spazio metrico, e di distanza tra due sottoinsiemi di uno spazio metrico. Proiezione ortogonale di un vettore su un sottospazio vettoriale di uno spazio metrico. La distanza tra un vettore P e un sottospazio affine U=U0+P0 è uguale alla norma della differenza tra (P-P0) e la sua proiezione ortogonale su U0. Casi particolari: distanza punto-iperpiano. Distanza punto-retta. Formule esplicite nel caso di R 2 ed R 3 con il prodotto scalare standard. 20/12: Ancora sulla distanza. Distanza retta-retta, in uno spazio metrico arbitrario. Formula esplicita nel caso di R 3 col prodotto scalare standard. Prodotto misto. Esempi. Definizione di forma quadratica reale. Le forme quadratiche reali su n variabili sono in biiezione con le matrici simmetriche nxn reali. 21/12: Definizione di forma quadratica (reale) definita positiva, semidefinita positiva, definita negativa, semi-definita negativa, indefinita. Una forma quadratica è definita positiva se e solo se la sua matrice ha tutti autovalori positivi. Una forma quadratica è semi-definita positiva se e solo se la sua matrice ha tutti autovalori non negativi ed almeno uno uguale a zero. Una forma quadratica definita positiva è una funzione streattamente convessa. Una forma quadratica semi-definita positiva è una funzione convessa. Definizione di conica. Nove esempi di coniche: ellisse reale, iperbole, parabola, ellisse immaginaria, rette reali incidenti, rette complesse incidenti, rette reali parallele, rette complesse parallele, rette coincidenti. Definizione di equivalenza affine e metrica di due coniche. Enunciato del teorema di classificazione affine delle coniche: ogni conica è affinemente equivalente ad una ed una sola conica tra le nove elencate sopra. 22/12: Dimostrazione parziale del teorema di classificazione affine delle coniche: abbiamo dimostrato che data una conica essa è affinemente equivalente ad una delle nove coniche elencate sopra. Esempio. 5