Ripetizioni di Analisi
Lezioni
EN

Formulario gratuito

Formulario del Precorso di Analisi 1

Le formule del Precorso con le condizioni di validità: logica, potenze e radici, prodotti notevoli e Ruffini, equazioni e disequazioni di ogni tipo, logaritmi, esponenziali, goniometria, retta e coniche.

Il formulario si legge qui per intero. Il PDF, pronto da stampare, si scarica con un account gratuito.

Scarica il PDFCrea un account gratuito e scarica il PDF

Hai già un account? Accedi

Logica e quantificatori

Le tavole di verità e gli esempi sono nel capitolo Logica elementare.

Tavola di verità dei connettivi

La disgiunzione è inclusiva, cioè è vera anche quando e sono vere insieme. L’implicazione è falsa solo se l’ipotesi è vera e la tesi è falsa.

Doppia implicazione

La doppia implicazione è vera quando e hanno lo stesso valore di verità. Il simbolo indica che due proposizioni hanno la stessa tavola di verità.

Leggi di De Morgan

La negazione scambia «e» con «o» e nega le singole parti. Per esempio la negazione di è .

Implicazione, negazione e contronominale

La contronominale è equivalente all’implicazione di partenza. L’inversa ha una tavola di verità diversa, quindi può essere falsa anche quando è vera.

Condizione necessaria e sufficiente

Dalla contronominale segue che, se la condizione necessaria è falsa, anche è falsa. Per esempio « multiplo di » è sufficiente per « pari», mentre « pari» è necessaria per « multiplo di ».

Negazione dei quantificatori

Con più quantificatori si scambiano tutti, dall’esterno verso l’interno, e alla fine si nega il predicato. Per esempio la negazione di è . Un solo controesempio basta a rendere falsa una proposizione universale.

Schemi di dimostrazione

I tre schemi dimostrano la stessa implicazione . La dimostrazione per assurdo si fonda sull’equivalenza .

Potenze

Le definizioni e gli esempi sono nel capitolo Potenze e radici.

Esponente zero e negativo

Valgono per , e naturale. La scrittura è priva di significato. Per esempio e .

Potenza con base negativa

Vale per ogni reale e naturale. La scrittura indica l’opposto di , cioè , mentre .

Proprietà delle potenze

Valgono per ed esponenti reali. Con basi negative valgono per esponenti interi, dove le potenze sono definite.

Attenzione

Le proprietà riguardano prodotti e quozienti. Per una somma, in generale, e . Per esempio e ; allo stesso modo e .

Potenza a esponente razionale

Valgono per , intero e naturale con . Con questa definizione le proprietà delle potenze continuano a valere, per esempio .

Confronto tra potenze

Con esponente la terza disuguaglianza si rovescia. Potenze con basi ed esponenti diversi si confrontano dopo averle riscritte con la stessa base o con lo stesso esponente, per esempio .

Radici e razionalizzazione

Le condizioni di esistenza e i tre casi di razionalizzazione sono spiegati nello stesso capitolo Potenze e radici.

Radice n-esima e condizioni di esistenza

Con indice pari la radice esiste solo se il radicando è maggiore o uguale a zero, e il suo valore è maggiore o uguale a zero. Per esempio , mentre l’equazione ha le soluzioni ; con indice dispari .

Proprietà delle radici

Valgono per e ( nel quoziente), con indici ed esponente naturale . Se gli indici sono dispari valgono per ogni e reali, con nel quoziente.

Proprietà invariantiva e confronto tra radici

Valgono per e naturale. Radici con indici diversi si portano all’indice comune dato dal minimo comune multiplo degli indici. Per esempio e , quindi .

Radice di un quadrato e trasporto di fattori

La prima vale per ogni reale, la seconda e la terza per . Per si ha , per esempio . Con indice pari , con indice dispari .

Somma di radicali simili

Vale per radicali con lo stesso indice e lo stesso radicando, con se è pari. Prima si estraggono i fattori dal segno di radice, per esempio .

Razionalizzazione

Valgono per , con nella seconda e , nella terza. La terza moltiplica per il binomio coniugato, poiché ; con un numero al posto di una radice si ha per esempio .

Prodotti notevoli

Gli sviluppi e il loro uso nelle scomposizioni sono nel capitolo Fattorizzazione, Ruffini e divisione tra polinomi.

Quadrato di binomio e di trinomio

Valgono per ogni valore di , , . Lette da destra a sinistra scompongono un trinomio formato da due quadrati e dal doppio prodotto delle basi, per esempio .

Cubo di binomio

Valgono per ogni valore di e . Per esempio .

Differenza di quadrati

Vale per ogni valore di e e si applica anche più volte di seguito, per esempio .

Somma e differenza di cubi

Valgono per ogni valore di e . Il secondo fattore, detto falso quadrato, come trinomio in ha discriminante , negativo per ; perciò non ha radici reali e la scomposizione termina.

Somma e differenza di potenze

La prima vale per ogni naturale , la seconda per dispari. Per si ritrovano la differenza e la somma di cubi.

Potenza di un binomio e triangolo di Tartaglia

Vale per naturale. I coefficienti sono le righe del triangolo di Tartaglia, per esempio . Nello sviluppo di i segni dei termini si alternano.

Trinomio speciale

Si applica quando i due numeri e si trovano a mente. Per esempio , poiché e .

Raccoglimento totale e parziale

Il raccoglimento parziale si conclude quando i gruppi lasciano lo stesso fattore, per esempio .

Attenzione

La somma di quadrati con non si scompone in fattori di primo grado a coefficienti reali. Per esempio per ogni , quindi non ha radici reali.

Divisione, Ruffini e scomposizione

I teoremi con le dimostrazioni sono nel capitolo Fattorizzazione, Ruffini e divisione tra polinomi.

Principio di identità dei polinomi

Con il principio si determinano coefficienti incogniti, per esempio da segue e . Nel prodotto di due polinomi non nulli i gradi si sommano, cioè .

Divisione con resto

Per ogni divisore non nullo il quoziente e il resto esistono e sono unici. Se , il quoziente ha grado ; se , il polinomio divide .

Teorema del resto e teorema di Ruffini

Il resto della divisione per è quindi e si calcola senza eseguire la divisione. Per un divisore con il resto è .

Schema di Ruffini

Nella prima riga si scrivono i coefficienti in ordine di grado decrescente, con al posto dei gradi mancanti; ogni numero della riga dei risultati si moltiplica per e si somma al coefficiente della colonna successiva. L’ultimo numero è il resto , gli altri sono i coefficienti del quoziente, di grado . Qui .

Radici razionali di un polinomio

Vale per a coefficienti interi con , e per ridotta ai minimi termini. Le radici razionali si cercano quindi tra un numero finito di candidati; se , sono numeri interi che dividono il termine noto.

Scomposizione del trinomio di secondo grado

Vale per e , con e radici del trinomio; se si ha . Se il trinomio non si scompone in fattori reali di primo grado.

Molteplicità di una radice

In questo caso la radice ha molteplicità . Il grafico di attraversa l’asse in se è dispari e lo tocca senza attraversarlo se è pari.

Equazioni di primo e secondo grado

La dimostrazione della formula risolutiva è nel capitolo Equazioni e disequazioni polinomiali e fratte.

Equazione di primo grado

Vale per . Per l’equazione è impossibile se ed è un’identità se .

Formula risolutiva

Vale per e . Per le soluzioni sono due e distinte, per c’è la sola soluzione doppia , per l’equazione non ha soluzioni reali.

Formula ridotta

Vale per e . È la formula risolutiva con numeratore e denominatore divisi per , e abbrevia i calcoli quando è pari. Per esempio ha , quindi .

Equazioni spurie e pure

Valgono per . La seconda ha soluzioni reali solo se ; per è impossibile.

Somma e prodotto delle radici

Valgono per e , con e radici di . Di conseguenza i due numeri con somma e prodotto sono le soluzioni di .

Legge di annullamento del prodotto

Un’equazione di grado maggiore di due si risolve scomponendo in fattori e uguagliando a zero ciascun fattore. Un polinomio di grado ha al più radici reali.

Equazioni biquadratiche e trinomie

Ogni soluzione dà , la soluzione dà , le soluzioni si scartano. Allo stesso modo l’equazione si risolve con la sostituzione .

Disequazioni polinomiali e fratte

Gli esempi con la tabella dei segni sono nel capitolo Equazioni e disequazioni polinomiali e fratte.

Principi di equivalenza delle disequazioni

Moltiplicando i due membri per una quantità negativa il verso si inverte. Per esempio da segue .

Segno del trinomio di secondo grado

Valgono per , con radici del trinomio e radice doppia; per il trinomio è negativo. Per i segni sono gli opposti, e in alternativa si moltiplica per invertendo il verso.

Segno di un prodotto e di un quoziente

Un prodotto è positivo dove il numero dei fattori negativi è pari e negativo dove è dispari; nella tabella dei segni ogni fattore occupa una riga. Un fattore con pari è positivo per , con dispari ha il segno di .

Equazioni fratte

Le condizioni di esistenza si scrivono per tutti i denominatori dell’equazione di partenza, prima di ridurre allo stesso denominatore. Le soluzioni di che annullano un denominatore si scartano.

Disequazioni fratte

Gli zeri del denominatore sono esclusi per ogni verso; con e gli zeri del numeratore sono inclusi.

Attenzione

Moltiplicare i due membri per un denominatore ne presuppone il segno, che dipende da . Da non segue , poiché soddisfa la prima disuguaglianza e non la seconda. Le soluzioni di sono .

Sistemi di disequazioni

Qui e sono gli insiemi delle soluzioni delle singole disequazioni. Le soluzioni del sistema sono quindi gli intervalli comuni a tutte le disequazioni.

Valore assoluto

Ogni forma risolutiva discende dalla definizione per casi, come si vede nel capitolo Equazioni e disequazioni con il valore assoluto.

Valore assoluto e distanza

Il valore assoluto è sempre maggiore o uguale a zero e vale zero solo se . Il numero è la distanza tra e sulla retta reale; per un’espressione si ha dove e dove .

Proprietà del valore assoluto

Valgono per ogni reali, con nel quoziente. L’ultima è la disuguaglianza triangolare, e l’uguaglianza vale se e solo se .

Equazione |A| = k

Per l’equazione equivale ad . Per non ha soluzioni, perché .

Equazione |A| = |B|

La formula vale senza condizioni aggiuntive, perché i due membri sono entrambi maggiori o uguali a zero.

Equazione |A| = B

Il primo membro non è negativo, quindi l’equazione impone la condizione . Le soluzioni che non la soddisfano si scartano.

Disequazioni |A| < k e |A| ≤ k

Valgono per . Per la disequazione non ha soluzioni; la disequazione equivale ad .

Disequazioni |A| > k e |A| ≥ k

Valgono per . Per si ha . Per la disequazione è soddisfatta in tutto il dominio di , e lo stesso vale per con .

Disequazioni |A| < B e |A| > B

Le due forme valgono qualunque sia il segno di , perché il sistema di sinistra comporta da solo e l’unione di destra comprende i punti con . Con e le forme sono le stesse, con le disuguaglianze larghe.

Disequazione |A| < |B|

Vale perché i due membri sono maggiori o uguali a zero, quindi il confronto tra i moduli equivale al confronto tra i quadrati.

Più valori assoluti: studio per zone

Gli argomenti di si annullano in e in , che dividono la retta in tre zone; in ciascuna zona ogni modulo si scrive senza barre secondo il segno del suo argomento. Le soluzioni sono l’unione dei risultati delle zone, qui e .

Equazioni e disequazioni irrazionali

Il motivo di ciascuna condizione è spiegato nel capitolo Equazioni e disequazioni irrazionali.

Equazione √A = B

La condizione di esistenza segue da . Senza la condizione l’elevamento al quadrato introduce soluzioni estranee: da si ricava , ma la radice dà , quindi l’unica soluzione è .

Equazione √A = √B

La condizione segue da e . Al posto di si può imporre , scegliendo il radicando più semplice.

Disequazioni √A < B e √A ≤ B

La prima condizione è l’esistenza della radice e la seconda segue da . Con entrambi i membri maggiori o uguali a zero l’elevamento al quadrato conserva il verso.

Disequazioni √A > B e √A ≥ B

Dove basta che la radice esista; nel secondo sistema la condizione segue da . Per il secondo sistema diventa , .

Disequazione √A < √B

La condizione di esistenza segue da .

Radici di indice dispari

Valgono senza condizioni di esistenza e senza casi sul segno dei membri, perché è strettamente crescente su tutto . Lo stesso vale per ogni indice dispari , con al posto di .

Logaritmi

Le proprietà e i metodi risolutivi sono spiegati nel capitolo Equazioni e disequazioni logaritmiche.

Definizione di logaritmo

Vale per , e . Il logaritmo esiste solo per argomenti positivi, perché per ogni . Il logaritmo in base si indica con .

Identità e valori notevoli

Valgono per , ; la terza per ogni reale, la quarta per . Con la terza un numero si scrive come logaritmo, per esempio .

Proprietà dei logaritmi

Valgono per , , , e reale. Con l’incognita negli argomenti, le condizioni di esistenza si scrivono prima di applicarle.

Logaritmo di una potenza pari

Vale per . L’uguaglianza vale solo per , perciò applicata a un’equazione può restringerne il dominio.

Cambio di base

Valgono per diversi da , e ; per si ottiene . Per esempio .

Funzione logaritmica

Per è strettamente crescente, per è strettamente decrescente; il grafico passa per e ha la retta come asintoto verticale. Per il logaritmo è negativo per e positivo per .

Attenzione

Le proprietà dei logaritmi riguardano prodotti, quozienti e potenze. In generale e . Per esempio e ; inoltre e .

Equazione logₐ A = logₐ B

Vale per , , perché la funzione logaritmica è iniettiva. La condizione segue da e . Se l’equazione si ottiene con le proprietà da più logaritmi, le condizioni di esistenza si scrivono su tutti i logaritmi dell’equazione di partenza.

Equazione logₐ A = k

Vale per , e reale. La condizione è soddisfatta, perché .

Metodo di sostituzione

Vale per , e . La sostituzione trasforma un’equazione in e in un’equazione algebrica in ; ogni valore reale di è accettabile e dà la soluzione .

Disequazione logₐ A > logₐ B

Con base maggiore di il verso si mantiene, con base tra e si rovescia. In ogni sistema la condizione di esistenza riguarda l’argomento minore, perché la positività dell’altro segue dalla disuguaglianza; con , , la regola è la stessa.

Disequazione logₐ A > k

Per i due casi si scambiano, quindi la disequazione equivale a se e ad se .

Equazioni e disequazioni esponenziali

Gli esempi con le due basi e con la sostituzione sono nel capitolo Equazioni e disequazioni esponenziali.

Funzione esponenziale

Vale per , . Il grafico passa per e ha l’asintoto orizzontale ; la funzione è strettamente crescente per e strettamente decrescente per . Vale inoltre .

Equazione con la stessa base

Vale per , , perché la funzione esponenziale è iniettiva. I due membri si riscrivono come potenze della stessa base, per esempio e .

Equazione con secondo membro costante

Vale per , e . Per l’equazione non ha soluzioni, perché .

Equazione con basi diverse

Vale per e per ogni base con ; si ottiene applicando ai due membri, che sono positivi. Per esempio equivale a , quindi .

Metodo di sostituzione

Vale per , . Le soluzioni in con si scartano, e da ogni si ricava . Nelle disequazioni l’insieme delle soluzioni in si interseca con prima di tornare alla variabile .

Disequazioni con la stessa base

Con base maggiore di il verso si mantiene, con base tra e si rovescia; lo stesso vale con , , . Per si scrive , quindi per esempio, se , la disequazione equivale ad .

Disequazioni con secondo membro negativo o nullo

Valgono per e , perché . Allo stesso modo è sempre soddisfatta e non ha soluzioni.

Valori notevoli e angoli associati

La circonferenza goniometrica e le sue simmetrie sono descritte nel capitolo Equazioni e disequazioni goniometriche.

Gradi e radianti

Qui è la misura in radianti e la misura in gradi dello stesso angolo. Per esempio , , , corrispondono a , , , .

Seno, coseno e tangente

è il punto della circonferenza goniometrica individuato dall’angolo , quindi e . La tangente è definita per , la cotangente per , con .

Periodicità

Valgono per ogni , la terza dove la tangente è definita. Seno e coseno hanno periodo , la tangente ha periodo ; per le funzioni e hanno periodo .

Valori notevoli di seno e coseno

()
()
()
()
()
()
()
()
()

Gli angoli del terzo e del quarto quadrante si riconducono a questi con gli angoli associati, per esempio .

Valori notevoli della tangente

non definita

Negli altri quadranti i valori si ricavano dal periodo e da , per esempio .

Identità fondamentale e relazioni tra le funzioni

La prima vale per ogni reale, le altre per . Noto , si ha , con il segno determinato dal quadrante dell’angolo.

Angoli opposti, supplementari, esplementari e che differiscono di π

Valgono per ogni reale; perciò seno e tangente sono funzioni dispari e il coseno è pari. Per la tangente, dove è definita, e .

Angoli complementari e che differiscono di π/2

Valgono per ogni reale. Dove i due membri sono definiti, e .

Formule goniometriche

Le formule di addizione e di duplicazione sono enunciate nel capitolo Equazioni e disequazioni goniometriche; le altre si ricavano da queste.

Formule di addizione e sottrazione

Le prime due valgono per ogni reali, la terza dove , e sono definite. Per esempio .

Formule di duplicazione

Le prime due valgono per ogni reale, la terza dove e sono definite. Con la forma adatta di un’equazione che contiene e , oppure e , diventa di secondo grado in una sola funzione.

Formule di triplicazione

Valgono per ogni reale e si ottengono scrivendo e applicando le formule di addizione e di duplicazione.

Formule di abbassamento di grado

Valgono per ogni reale e seguono dalle formule di duplicazione. Trasformano un’espressione di secondo grado in seno e coseno in un’espressione di primo grado in e .

Formule di bisezione

Nelle prime due il segno è quello della funzione nel quadrante in cui sta . Le due espressioni di valgono rispettivamente per e per .

Formule parametriche

Valgono per , dove è definita, e la terza richiede anche . Con questa sostituzione l’equazione diventa di secondo grado in ; gli angoli si controllano a parte nell’equazione di partenza.

Formule di prostaferesi

Valgono per ogni reali. Trasformano una somma in un prodotto, a cui si applica la legge di annullamento del prodotto.

Formule di Werner

Valgono per ogni reali e trasformano un prodotto in una somma.

Equazioni e disequazioni goniometriche

I metodi risolutivi, con un esempio per ciascun tipo di equazione, sono nel capitolo Equazioni e disequazioni goniometriche.

Equazioni elementari

In ciascuna riga è un angolo con , , rispettivamente, e . Le prime due valgono per , e per le equazioni non hanno soluzioni; la terza vale per ogni reale.

Arcoseno, arcocoseno e arcotangente

Sono gli angoli che si usano come quando non è un valore notevole; i primi due esistono per , l’arcotangente per ogni reale. Per esempio le soluzioni di sono .

Casi particolari

Valgono con . In questi casi le due famiglie di soluzioni delle equazioni elementari si riducono a una.

Uguaglianza di due seni, di due coseni, di due tangenti

Valgono con , la terza dove e sono definite. L’equazione si riconduce alla prima scrivendo .

Equazioni di secondo grado in seno o coseno

Ogni radice con dà l’equazione elementare , e le radici con si scartano; lo stesso vale con . Se compaiono e , la sostituzione porta l’equazione in una sola funzione.

Equazioni omogenee di secondo grado

Vale per , perché in questo caso i punti con non sono soluzioni e la divisione per non perde soluzioni. Per si raccoglie . Con un termine noto al secondo membro si scrive e l’equazione diventa omogenea.

Metodo dell'angolo aggiunto

Vale per e non entrambi nulli. L’equazione lineare diventa , che ha soluzioni se e solo se .

Attenzione

La divisione per un fattore che può annullarsi fa perdere soluzioni. In il raccoglimento dà , con soluzioni ; dividendo per resterebbe soltanto , cioè .

Disequazioni elementari

Le prime quattro valgono per , con e ; l’ultima vale per ogni reale, con , e . Per la disequazione non ha soluzioni, per è soddisfatta da ogni e per da ogni con ; lo stesso vale per il coseno.

Retta e piano cartesiano

Le formule della retta sono ricavate nel capitolo Geometria analitica e coniche.

Distanza tra due punti e punto medio

Valgono per e . La distanza è il teorema di Pitagora applicato al triangolo di cateti e .

Equazione della retta

La forma esplicita descrive le rette non verticali, la forma implicita, con , descrive ogni retta; il passaggio dall’una all’altra vale per . Le rette verticali hanno equazione , quelle orizzontali .

Coefficiente angolare e retta per un punto

La prima è il coefficiente angolare della retta per e e vale per . La seconda è la retta di coefficiente angolare passante per ; al variare di descrive il fascio di rette non verticali per .

Retta per due punti

Vale per e . Se la retta è , se è .

Rette parallele e perpendicolari

Valgono per rette non verticali di coefficienti angolari e ; la perpendicolare ha quindi coefficiente . In forma implicita le rette e sono parallele se e solo se e perpendicolari se e solo se .

Distanza di un punto da una retta

Vale per il punto e la retta scritta in forma implicita .

Intersezione di due rette

Le soluzioni del sistema sono le coordinate dei punti comuni alle due rette. Il sistema ha una sola soluzione se , nessuna se le rette sono parallele e distinte, infinite se coincidono.

Coniche

Le definizioni come luoghi geometrici e il procedimento di riduzione a forma canonica sono nel capitolo Geometria analitica e coniche.

Parabola con asse verticale

Vale per , con ; la retta è l’asse di simmetria, e l’ordinata del vertice si ottiene anche sostituendo nell’equazione. La concavità è rivolta verso l’alto per e verso il basso per ; la parabola incontra l’asse in e l’asse nelle soluzioni di .

Fuoco e direttrice della parabola

Valgono per la parabola con . La parabola è il luogo dei punti equidistanti dal fuoco e dalla direttrice.

Parabola con asse orizzontale

Vale per , con . Si ottiene dalla parabola con asse verticale scambiando e ; la concavità è rivolta verso destra per e verso sinistra per .

Circonferenza

La prima è la circonferenza di centro e raggio . Sviluppando i quadrati si ottiene la seconda, con , e .

Centro e raggio dalla forma generale

L’equazione rappresenta una circonferenza solo se . Se la quantità è nulla l’equazione rappresenta il solo punto , se è negativa nessun punto.

Completamento del quadrato

La prima vale per ogni reale, la seconda per . Con il completamento del quadrato in e in un’equazione di secondo grado senza il termine si porta in forma canonica.

Posizione di una retta rispetto a una circonferenza

Qui è la distanza del centro dalla retta , calcolata con la formula della distanza di un punto da una retta, e è il raggio.

Ellisse

Vale per . I vertici sono e ; se i fuochi sono , se sono con . L’eccentricità è il rapporto tra e il semiasse maggiore ed è minore di .

Iperbole

Vale per . I vertici sono , i fuochi e le rette sono gli asintoti. L’equazione rappresenta l’iperbole con vertici , fuochi e gli stessi asintoti.

Iperbole equilatera riferita agli asintoti

Vale per , e gli asintoti sono gli assi cartesiani. Per i rami stanno nel primo e nel terzo quadrante, con vertici e ; per stanno nel secondo e nel quarto.

Funzione omografica

Vale per e . Il grafico è un’iperbole equilatera con asintoto verticale e asintoto orizzontale ; per la funzione è costante dove è definita.

Riconoscere una conica

  • uno solo tra e è nullo e l’altra variabile compare al primo grado: parabola;
  • : circonferenza;
  • e dello stesso segno e diversi: ellisse;
  • e di segno opposto: iperbole.

Il completamento dei quadrati conferma il tipo e può dare un caso degenere: un punto, nessun punto o una coppia di rette.

Ellisse e iperbole traslate

Sono l’ellisse e l’iperbole canoniche traslate del vettore , perciò centro, vertici, fuochi e asintoti si ottengono da quelli canonici sommando alle ascisse e alle ordinate.

Posizione di una retta rispetto a una conica

Sostituendo l’equazione della retta in quella della conica si ottiene l’equazione risolvente; se è di secondo grado, la retta è secante per , tangente per ed esterna per . Le tangenti condotte da un punto si trovano imponendo alla retta ; la retta verticale si controlla a parte.

Indice