Fotografa l’esercizio.
Ti spiego ogni passaggio.

Tocca per aprire la fotocamera

Le spiegazioni

Le regole della matematica spiegate in modo semplice, con pochi esempi, dalle prime operazioni alla matematica avanzata. Non ricordi che cosa vuol dire un simbolo? Guarda l’elenco dei simboli e delle abbreviazioni.

1Contare e calcolare

2Numeri, frazioni e figure

3Algebra, funzioni e geometria analitica

4Matematica avanzata

Hai un esercizio da risolvere? Te lo svolgo passo passo.

Oppure prova con

Analisi

Funzioni di più variabili e derivate parziali

Molte grandezze dipendono da più di un numero: la temperatura di una stanza dipende dalla posizione, il costo di una scatola da larghezza, lunghezza e altezza. Una funzione di due variabili f(x, y) si può immaginare come una superficie, un paesaggio con colline e valli.

Le curve di livello

Per disegnare una funzione di due variabili sul foglio si usano le curve di livello, come sulle carte geografiche: ogni curva unisce i punti in cui la funzione ha lo stesso valore. Per x2 + y2 sono cerchi con centro nell’origine.

149gradiente
Le curve di livello 1, 4 e 9 di x2 + y2.

Le derivate parziali

Si deriva rispetto a una variabile trattando l’altra come se fosse un numero fisso. Si scrivono con il simbolo ∂ (“d tonda”).

Per f(x, y) = x2y + 3y: derivando rispetto a x (con y fisso) si ottiene 2xy; derivando rispetto a y (con x fisso) si ottiene x2 + 3.

rispetto a xrispetto a y
2xyx2 + 3

Il gradiente

Il gradiente è il vettore che ha per componenti le derivate parziali. Indica la direzione in cui la funzione cresce più rapidamente, ed è sempre perpendicolare alle curve di livello. Per x2 + y2 il gradiente è (2x, 2y): punta lontano dall’origine.

Massimi, minimi e punti di sella

Nei massimi e nei minimi il gradiente è zero: tutte le derivate parziali si annullano. Questi punti si chiamano punti critici.

Per capire di che tipo sono si usa la matrice delle derivate seconde (la matrice hessiana) e il suo determinante. Se è positivo il punto è un massimo o un minimo; se è negativo è un punto di sella, come il centro di una sella da cavallo, che sale in una direzione e scende nell’altra.

Un punto critico

  1. 2x − 2 = 0per f(x, y) = x2 + y2 − 2x: la derivata rispetto a x deve essere zero
  2. x = 1e la derivata rispetto a y, 2y, dà y = 0
  3. f = 1 + 0 − 2nel punto (1, 0) la funzione vale −1: è il minimo, il fondo di una conca

Attenzione

  • Nella derivata parziale rispetto a x la y si comporta come un numero: la derivata di 3y rispetto a x è 0.
  • Un punto con gradiente nullo non è sempre un massimo o un minimo: può essere un punto di sella.
  • Il gradiente è un vettore, non un numero: ha tante componenti quante sono le variabili.

Allenati

Un esercizio nuovo ogni volta: scrivi la risposta e controlla se è giusta. Si parte dal livello Base; con tre risposte giuste di fila si passa a quello successivo. Il livello lo puoi anche scegliere tu.

Carico l’esercizio…

Prova tu

Tocca un esercizio: lo svolgo passo passo. Prima prova a farlo a mente con le proprietà, poi confronta.

Un simbolo non ti è chiaro? Passaci sopra con il mouse, oppure guarda l’elenco dei simboli.