Questo articolo è dedicato a fornire esempi pratici della rappresentazione di un dominio nel piano cartesiano. Nello studio di funzioni in due variabili o nella risoluzione di integrali doppi, tale step preliminare è essenziale al fine di formarsi un’idea precisa della geometria dell’insieme su cui si sta operando, così da adottare i provvedimenti più opportuni al caso in esame.
Questa raccolta è divisa in due parti:
- Nella prima sezione presentiamo 16 esercizi completamente risolti e illustrati su questo argomento;
- Nella seconda sezione offriamo al lettore ulteriori 13 esercizi di cui forniamo soltanto il risultato finale, illustrato, per consentirgli di mettersi alla prova e applicare quanto appreso dallo studio della prima parte.
La raccolta è quindi particolarmente indicata per gli appassionati e per gli studenti dei corsi di Analisi Matematica 2, così da affrontare con solide basi lo studio della materia.
Segnaliamo il seguente materiale su argomenti correlati:
Oltre a Massimi e minimi vincolati – Esercizi – Volume 2, segnaliamo il seguente materiale su argomenti correlati:
- Esercizi sui limiti in due variabili.
- Integrali multipli — Parte 1 (teoria);
- Integrali multipli — Parte 2 (teoria e esercizi misti);
- Domini e simmetrie negli integrali multipli;
- Esercizi su punti stazionari con determinante hessiano nullo;
- Guida ai Massimi e Minimi: Tecniche e Teoria nelle Funzioni Multivariabili;
- Esercizi su massimi e minimi liberi per funzioni in più variabili;
- Massimi e minimi vincolati – Esercizi – Volume 1;
- Massimi e minimi vincolati – Esercizi – Volume 2.
Buona lettura!
Autori e revisori
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Esercizi misti risolti
Svolgimento.
Svolgimento.
Svolgimento.
Elevando al quadrato ambo i membri di questa relazione si ottiene
ovvero una circonferenza di centro e raggio pari a
. Dunque, deduciamo che
è la parte superiore della semicirconferenza; in altri termini, il sostegno della funzione
è il semicerchio delimitato dalla circonferenza di equazione
nel primo quadrante. Graficamente si ha il seguente grafico.
Svolgimento.
Svolgimento.
ed è la parte di piano compresa tra la parabola di vertice , passante per
e la retta di equazione
con
.
Svolgimento.
ed è la parte di piano compresa dalla curva e la parabola
con
Svolgimento.
Svolgimento.
Svolgimento.
Svolgimento.
Le equazioni e
rappresentano il sostegno di due ellissi centrate nell’origini, pertanto, la disuguaglianza
rappresenta una corona ellittica. Dato che restringiamo il nostro dominio al primo quadrante, perché
e
, si ottiene il seguente grafico.
Il dominio è la zona colorata in celeste.
Svolgimento.
Mentre per si ha il seguente grafico.
Osserviamo che la disuguaglianza è una corona circolare, dove la circonferenza interna ha raggio
e quella esterna
. Nella figura che segue è rappresentata la corona circolare.
Facendo l’intersezione tra i domini rappresentati si ottiene il seguente grafico.
La parte colorata rappresenta .
Svolgimento.
L’equazione può essere riscritta come segue
L’equazione è la bisettrice del primo e terzo quadrante, mentre
è la bisettrice del secondo e del quarto quadrante. Pertanto, per soddisfare
dobbiamo prendere la zona colorata nella figura che segue.
Facendo l’intersezione tra i due grafici, rappresentanti nelle figure precedenti, si ottiene il dominio .
La zona celeste è il dominio .
Svolgimento.
L’equazione rappresenta una semicirconferenza con centro nell’origine, raggio pari ad
, e diametro giacente sull’asse delle
. Imponendo
si ottiene il seguente grafico.
Ora, facendo l’intersezione tra i due precedenti domini, e considerando la condizione , si ottiene il seguente grafico.
La zona celeste è il dominio .
Svolgimento.
La zona celeste rappresenta il dominio .
Svolgimento.
Svolgimento.
Il primo insieme
essendo l’equazione cartesiana della circonferenza centrata nell’origine e avente raggio pari a
e
le equazioni cartesiane
e
delle rette parallele all’asse
, si rappresenta come segue.
Il secondo insieme è
essendo la corona circolare delimitata dalle circonferenze concentriche di equazione cartesiana
e
con centro nell’origine e raggio, rispettivamente, pari a
e
, si rappresenta come segue.
Unendo le due regioni, otteniamo la rappresentazione grafica di .
Esercizi non risolti. Mettiti alla prova.
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Risultato.
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Risorse didattiche aggiuntive per approfondire la matematica
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- Math Stack Exchange – Parte della rete Stack Exchange, questo sito è un forum di domande e risposte specificamente dedicato alla matematica. È una delle piattaforme più popolari per discutere e risolvere problemi matematici di vario livello, dall’elementare all’avanzato.
- Art of Problem Solving (AoPS) – Questo sito è molto noto tra gli studenti di matematica di livello avanzato e i partecipanti a competizioni matematiche. Offre forum, corsi online, e risorse educative su una vasta gamma di argomenti.
- MathOverflow – Questo sito è destinato a matematici professionisti e ricercatori. È una piattaforma per domande di ricerca avanzata in matematica. È strettamente legato a Math Stack Exchange ma è orientato a un pubblico con una formazione più avanzata.
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- Reddit (r/Math) – Un subreddit popolare dove si possono trovare discussioni su una vasta gamma di argomenti matematici. È meno formale rispetto ai siti di domande e risposte come Math Stack Exchange, ma ha una comunità attiva e molte discussioni interessanti.
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