Enunciato : Un'affermazione alla quale si può attribuire un valore di verità, cioè vero o falso.
★ Da sapere
I simboli logici principali sono:
∧ per la congiunzione
∨ per la disgiunzione non esclusiva
¬ per la negazione
⇒ per l'implicazione
⇔ per l'equivalenza
∀ per ogni
∃ esiste
∃! esiste un unico
📌 Nell'implicazione p ⇒ q, p è condizione sufficiente per q, mentre q è condizione necessaria per p.
📌 La negazione di un enunciato esistenziale è equivalente a un enunciato universale negato: ¬(∃x: φ(x)) ⇔ ∀x: ¬φ(x).
Approfondimenti
Per dimostrare che il quadrato di ogni numero naturale dispari è dispari, si scrive n=2k+1, si sviluppa n²=(2k+1)² e si raccoglie la forma 2(2k²+2k)+1.
💡 Trucco mnemonico
Implicazione: sufficiente da una parte, necessaria dall'altra
📖 2. Insiemi e operazioni insiemistiche
🔑 Concetti chiave e definizioni
Sottoinsieme : Un insieme A è sottoinsieme di B se ogni elemento di A appartiene anche a B, cioè A⊆B ⇔ ∀x(x∈A ⇒ x∈B).
Insieme delle parti : L'insieme di tutti i sottoinsiemi di A, compresi l'insieme vuoto e A stesso.
★ Da sapere
La catena di inclusioni tra gli insiemi numerici è N⊆Z⊆Q⊆R⊆C, dove Q contiene i razionali e R anche gli irrazionali.
📌 Il prodotto cartesiano A×B non coincide in generale con B×A, mentre unione e intersezione sono commutative.
Approfondimenti
Per A={1,2,3}, P(A)={∅,{1},{2},{3},{1,2},{1,3},{2,3},A}.
💡 Trucco mnemonico
Un diagramma di Venn con unione, intersezione e complementare
📖 3. Sommatorie e successioni geometriche
🔑 Concetti chiave e definizioni
Sommatoria : Rappresenta la somma a₁+⋯+aₙ dei termini indicizzati da 1 a n.
★ Da sapere
📐 Formula — La linearità della sommatoria è espressa da ∑k=1ncak=c∑k=1nak e ∑k=1n(ak+bk)=∑k=1nak+∑k=1nbk.
📐 Formula — Per q≠1, la somma geometrica finita è ∑k=0nqk=1−q1−qn+1, mentre per q=1 vale ∑k=0n1=n+1.
Approfondimenti
📐 Formula — La somma di n copie della costante c è ∑k=1nc=nc.
💡 Trucco mnemonico
Termine → indice → somma → proprietà
📖 4. Fattoriali e binomio di Newton
🔑 Concetti chiave e definizioni
Fattoriale : Per n naturale positivo, n!=n(n−1)⋯1 e, per convenzione, 0!=1.
★ Da sapere
📐 Formula — Il coefficiente binomiale, per 0≤k≤n, è (kn)=k!(n−k)!n!.
📐 Formula — Il teorema binomiale di Newton è (a+b)n=∑k=0n(kn)akbn−k.
Approfondimenti
📐 Formula — I coefficienti binomiali soddisfano la relazione di ricorrenza (kn)=(k−1n−1)+(kn−1) per 1≤k≤n−1.
💡 Trucco mnemonico
Il triangolo di Tartaglia come una scala di coefficienti
📖 5. Numeri razionali e campi ordinati
🔑 Concetti chiave e definizioni
Campo ordinato : Un insieme dotato di somma, prodotto e ordine totale compatibili con le operazioni, in particolare con la somma e con il prodotto per scalari non negativi.
📝 Punti essenziali
📌 Nell'ordine dei razionali, a≤b implica a+c≤b+c per ogni c e a·c≤b·c quando c≥0.
La dimostrazione per assurdo che non esiste q∈Q con q²=2 scrive q=n/m in forma ridotta e mostra che sia n sia m devono essere pari, contraddicendo la riduzione della frazione.
💡 Trucco mnemonico
I razionali sono un campo ordinato, ma non contengono √2
📖 6. Completezza e proprietà dell'estremo
🔑 Concetti chiave e definizioni
Assioma di completezza : L'insieme R dei numeri reali è un campo ordinato che soddisfa anche l'assioma di completezza, secondo cui ogni insieme non vuoto superiormente limitato ammette estremo superiore in R.
Estremo superiore : Il minimo dei maggioranti di E.
📝 Punti essenziali
📌 Il massimo di E appartiene a E, mentre il supremo può non appartenere a E; analogamente, il minimo appartiene a E mentre l'infimo può non appartenere a E.
📐 Formula — La proprietà archimedea afferma che per ogni a,b∈R con a>0 esiste n∈N tale che na>b.
💡 Trucco mnemonico
Insieme non vuoto e superiormente limitato → esistenza del supremo
📖 7. Intervalli e cardinalità
🔑 Concetti chiave e definizioni
Intervallo chiuso : L'insieme degli x∈R tali che a≤x≤b e contiene entrambi gli estremi.
Cardinalità : Quando esiste una corrispondenza biunivoca tra i loro elementi; in tal caso gli insiemi sono numerabili se la cardinalità è quella di N.
📝 Punti essenziali
📌 L'intervallo [a,b[ contiene a ma non b, mentre ]a,b] non contiene a ma contiene b.
N e Q sono numerabili, mentre R non è numerabile e possiede la potenza del continuo.
💡 Trucco mnemonico
Estremi inclusi negli intervalli chiusi, esclusi in quelli aperti
📖 8. Numeri complessi e coniugio
🔑 Concetti chiave e definizioni
Numero complesso : Ha la forma z=a+ib con a,b∈R e i²=−1; a è la parte reale e b la parte immaginaria.
Coniugato : Il coniugato di z=a+ib è z̄=a−ib.
📝 Punti essenziali
📐 Formula — Per z=a+ib e z'=c+id, la somma e il prodotto sono z+z′=(a+c)+i(b+d) e zz′=(ac−bd)+i(ad+bc).
📐 Formula — Per z=a+ib≠0, l'inverso è z1=a2+b2a−ia2+b2b.
💡 Trucco mnemonico
Il piano di Gauss: parte reale sull'asse orizzontale e immaginaria su quello verticale
📖 9. Forma polare e radici complesse
🔑 Concetti chiave e definizioni
Modulo complesso : È ∣z∣=a2+b2=zzˉ.
📝 Punti essenziali
📐 Formula — La forma trigonometrica di un numero complesso è z=ρ(cosθ+isinθ), con ρ=∣z∣.
Il prodotto di due numeri complessi in forma trigonometrica ha modulo ρ₁ρ₂ e argomento θ₁+θ₂.
📐 Formula — La formula di De Moivre afferma che [ρ(cosθ+isinθ)]n=ρn[cos(nθ)+isin(nθ)].
📐 Formula — Le radici n-esime di z=ρ(cosθ+i sinθ), con z≠0, sono zk=nρ(cosnθ+2kπ+isinnθ+2kπ) per k=0,…,n−1.
💡 Trucco mnemonico
Modulo → argomento → prodotto → potenza → radici
📖 10. Polinomi ed esponenziale complesso
★ Da sapere
Il teorema fondamentale dell'algebra afferma che ogni polinomio non costante a coefficienti complessi di grado n ha esattamente n radici complesse contando le molteplicità.
📐 Formula — Per z=x+iy, l'esponenziale complesso è ez=ex(cosy+isiny), quindi ∣ez∣=ex e l'argomento è y.
📐 Formula — La formula di Eulero è eiθ=cosθ+isinθ per ogni θ∈R.
📌 L'esponenziale complesso è periodico secondo ez=ew⟺z−w=2kπi con k∈Z, e in particolare ez=1⟺z=2kπi.
Approfondimenti
📐 Formula — Se z₀ è una radice di molteplicità k del polinomio P, allora P(z)=(z−z0)kQ(z) con Q(z₀)≠0.
📐 Formula — In forma esponenziale, il prodotto e il quoziente soddisfano ρ1eiθ1ρ2eiθ2=ρ1ρ2ei(θ1+θ2) e ρ2eiθ2ρ1eiθ1=ρ2ρ1ei(θ1−θ2).
💡 Trucco mnemonico
Formula di Eulero → forma esponenziale → prodotto e potenze
📊 Tabelle di sintesi
Tipi di intervalli
Intervallo
Condizione
Estremi inclusi
[a,b]
a≤x≤b
a e b
[a,b[
a≤x<b
solo a
]a,b]
a<x≤b
solo b
]a,b[
a<x<b
nessuno
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