Derivate Parziali e Funzioni Differenziabili
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Questions and Answers

Qual è la forma della funzione g(h, k) descritta nel contenuto?

  • g(h, k) = φ'(x) h
  • g(h, k) = φ(x0 + h) − φ(x0) (correct)
  • g(h, k) = (∂y ∂x f)(ˆx, ˆy) hk (correct)
  • g(h, k) = ∂x f(ˆx, y0 + k) − ∂x f(ˆx, y0)

Quale risultato deriva dal teorema del valore medio applicato a g(h, k)?

  • g(h, k) = φ(x0) + φ'(x0)
  • g(h, k) = (∂x f)(x0 + h, y0) − (∂x f)(x0, y0)
  • g(h, k) = (∂y ∂x f)(ˆx, ˆy) hk (correct)
  • g(h, k) = ∂y f(x0 + h, y0) − ∂y f(x0, y0)

Cosa implica la condizione |h|, |k| < δ riguardo a g(h, k)?

  • g(h, k) è limitato da una certa tolleranza ε. (correct)
  • g(h, k) è invariato con l'aumentare di h e k.
  • g(h, k) tende a zero quando h e k tendono a zero. (correct)
  • g(h, k) ha valori indipendenti da h e k.

Quale affermazione è vera riguardo all'ordine di derivazione delle funzioni continue?

<p>Scambiare l'ordine di derivazione non modifica il risultato. (B)</p> Signup and view all the answers

Cosa si può dedurre quando si passa al limite per h → 0?

<p>|(∂x ∂y f)(x0, y0) − (∂y ∂x f)(x0, y0)| ≤ ε. (C)</p> Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni sulla funzione h(t) = f(x + te) è corretta?

<p>h(t) è una funzione della variabile t che dipende da e. (A)</p> Signup and view all the answers

Cosa rappresenta la derivata parziale ∂xi f(x) per una funzione f?

<p>La variazione della funzione f solo rispetto alla variabile x_i. (D)</p> Signup and view all the answers

Se f è derivabile rispetto a xi, quale delle seguenti affermazioni è vera?

<p>Le derivate parziali sono addititve per la somma di funzioni derivabili. (B)</p> Signup and view all the answers

Cosa stabilisce il teorema riguardo a ∂x ∂y f e ∂y ∂x f?

<p>Sono uguali se sono entrambe continue in un intorno di (x0, y0). (B)</p> Signup and view all the answers

Nella definizione della derivata parziale, cosa accade quando t tende a zero?

<p>Viene calcolata la limitata variazione di f rispetto a xi. (B)</p> Signup and view all the answers

Quale è un esempio di derivata parziale di f(x, y, z) = 3xyz + 2x^2 + z^2?

<p>∂y f = 3xz. (B)</p> Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni riguardo alle derivate seconde è corretta?

<p>Possono differire se non sono continue. (C)</p> Signup and view all the answers

Qual è il significato di fissare un versore e nella derivazione parziale?

<p>Permette di variare solo una variabile mantenendo le altre fisse. (C)</p> Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni è vera riguardo alle derivate parziali di una funzione f?

<p>La continuità delle derivate parziali fino a un certo ordine garantisce che lo scambio dell'ordine di derivazione non cambi il risultato. (A)</p> Signup and view all the answers

Cosa implica il limite per k → 0 nella funzione g(h, k)?

<p>g(h, k) converge a una differenza fra derivate parziali. (A)</p> Signup and view all the answers

Qual è il significato del termine |∂y ∂x f(ˆx, ˆy) - ∂y ∂x f(x0, y0)| < ε quando |h|, |k| < δ?

<p>Esprime una continuità della funzione f in un intorno di (x0, y0). (A)</p> Signup and view all the answers

Nel contesto delle derivate parziali, quale affermazione è corretta riguardo all'esistenza di limiti?

<p>La continuità in un punto assicura l'esistenza dei limiti delle derivate parziali. (A)</p> Signup and view all the answers

Che tipo di condizione è necessaria per l'applicazione del teorema del valore medio a g(h, k)?

<p>Le variabili h e k devono essere limitate in un intervallo sufficientemente piccolo. (A)</p> Signup and view all the answers

Qual è il significato della funzione h(t) definita come h(t) := f(x + te)?

<p>Rappresenta il comportamento della funzione lungo una retta. (A)</p> Signup and view all the answers

Cosa rappresenta il limite nella definizione della derivata parziale ∂xi f(x)?

<p>La variazione di f quando tutte le altre variabili sono fissate. (C)</p> Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni è vera riguardo alla continuità delle derivate parziali?

<p>La continuità di ∂y ∂x f implica continuità di ∂x ∂y f. (D)</p> Signup and view all the answers

Quando si afferma che una derivata parziale è derivabile, cosa si può dedurre riguardo alle derivate seconde?

<p>Si può definire la derivata parziale di ordine r. (C)</p> Signup and view all the answers

Qual è la condizione necessaria affinché le derivate parziali ∂x ∂y f e ∂y ∂x f siano uguali?

<p>Le derivate parziali devono esistere in un certo intorno N. (D)</p> Signup and view all the answers

In quale situazione le derivate ∂y ∂x f e ∂x ∂y f possono differire?

<p>Quando almeno una delle derivate non è continua. (B)</p> Signup and view all the answers

Cosa implica la scelta di un versore e nel contesto delle derivate parziali?

<p>Permette di fissare tutte le variabili eccetto una. (C)</p> Signup and view all the answers

Qual è il ruolo della condizione |h|, |k| < δ nella definizione di g(h, k)?

<p>Limitare l'escursione delle variabili h e k. (D)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Teorema del Valore Medio

Il teorema del valore medio afferma che se una funzione f è continua sull'intervallo [a, b] e derivabile nell'intervallo (a, b), allora esiste un punto c nell'intervallo (a, b) tale che f'(c) = (f(b) - f(a))/(b - a). In altre parole, la derivata in un punto intermedio dell'intervallo è uguale al rapporto incrementale della funzione.

Relazione tra variazione di f e h, k

L'equazione g(h, k) = (∂y ∂x f)(ˆx, ˆy) hk rappresenta la relazione tra il cambiamento della funzione f rispetto a h e k, utilizzando il teorema del valore medio per la derivata parziale rispetto a x.

Derivate miste e ordine di derivazione

La condizione | (∂x ∂y f)(x0, y0) - (∂y ∂x f)(x0, y0) | ≤ indica che la differenza tra le derivate miste di f rispetto a x e y in un punto (x0, y0) è minore o uguale a un limite. Questo suggerisce che le derivate miste sono uguali, ovvero l'ordine di derivazione non influisce sul risultato.

Ordine di derivazione e regolarità della funzione

Per funzioni abbastanza regolari, ovvero con derivate continue fino a un certo ordine, l'ordine di derivazione non influenza il risultato finale. Ciò significa che le derivate miste sono uguali, indipendentemente dall'ordine in cui vengono calcolate.

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Derivata parziale

La derivata parziale di una funzione f rispetto alla variabile x i è il limite del rapporto incrementale di f rispetto a x i quando l'incremento tende a zero, mantenendo fisse le altre variabili.

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Funzione differenziabile

Una funzione f è differenziabile in un punto x se la sua derivata parziale esiste in un intorno di x e se la derivata parziale è continua in x .

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Calcolo della derivata parziale

La derivata parziale di f rispetto a x i viene calcolata come il limite del rapporto incrementale di f rispetto a x i quando l'incremento tende a zero.

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Uso delle derivate parziali

Le derivate parziali possono essere usate per calcolare il gradiente di una funzione, che è un vettore che punta nella direzione della massima crescita della funzione.

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Teorema di Schwarz o Teorema di Clairaut

Condizione sufficiente per la continuità delle derivate parziali miste è che le derivate parziali prime e la derivata mista siano continue in un intorno del punto.

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Derivate parziali di ordine superiore

La derivata parziale di ordine superiore di una funzione si ottiene derivando la funzione più volte rispetto a diverse variabili.

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Simbolo per la derivata parziale

La derivata parziale di una funzione f rispetto a x i viene indicata con il simbolo ∂ x i f o f,i (x).

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Importanza delle derivate parziali

Le derivate parziali sono importanti in molti campi della matematica, tra cui il calcolo vettoriale, la fisica e l'ingegneria, poiché forniscono informazioni sulla variazione di una funzione rispetto a ciascuna delle sue variabili.

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Scambio delle derivate parziali

Se una funzione f e le sue derivate parziali fino a un certo ordine r sono continue, allora l'ordine di derivazione non influenza il risultato. In altre parole, le derivate miste sono uguali, indipendentemente dall'ordine in cui vengono calcolate.

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Teorema del valore medio per derivate parziali

Il teorema del valore medio afferma che esiste un punto intermedio ˆx nell'intervallo in cui la derivata della funzione g, definita come la variazione di f rispetto a x e y, è uguale alla variazione di f rispetto a x divisa per l'incremento di x.

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Limite della differenza tra derivate miste

La differenza tra le derivate miste (∂x ∂y f) e (∂y ∂x f) in un punto (x0, y0) è minore o uguale a un limite. Questo indica che per funzioni sufficientemente regolari, le derivate miste sono uguali.

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Derivata Seconda e Successive

Se una derivata parziale ` e derivabile possiamo definire la derivata seconda. Iterando possiamo definire la derivata parziale di f di ordine r , ∂ x ir ∂ x i r − 1...∂ x i 1 f.

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Teorema di Schwarz

Supponiamo che f, ∂ x f, ∂ y f , e ∂ y ∂ x f esistano e siano continue in un intorno N di ( x 0 , y 0 ). Allora ∂ x ∂ y f esiste in ( x 0 , y 0 ) e ( ∂ y ∂ x f )( x 0 , y 0 ) = ( ∂ x ∂ y f )( x 0 , y 0 ).

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Funzione Composta lungo una Retta

La funzione f ( x + t e ) fornisce i valori di f lungo la retta passante per x e con la direzione di e.

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Study Notes

Derivate Parziali e Funzioni Differenziabili

  • Le derivate parziali misurano il cambiamento di una funzione rispetto ad una sola variabile, mantenendo le altre costanti. Il calcolo si effettua lungo una retta con direzione di un versore.
  • La derivata parziale rispetto a xᵢ di una funzione f è il limite del rapporto incrementale, dove l'incremento è nella direzione del versore eᵢ. Questo limite è calcolato facendo variare solo la variabile xᵢ.
  • Esempio di calcolo di derivate parziali: per f(x, y, z) = 3xyz + 2x² + z², ∂ₓf = 3yz + 4x, ∂ᵧf = 3xz, ∂₂f = 3xy + 2z.
  • Le derivate parziali soddisfano le proprietà di linearità e prodotto, simili a quelle delle derivate ordinarie. Inoltre, se f e g sono derivabili rispetto a xᵢ, ∂ x i ( f + g ) = ∂ x i f + ∂ x i g, ∂ x i ( f g ) = ∂ x i f g + ∂ x i g, e, se g ≠ 0 nel punto in questione, ∂ x i f /g = (g∂ x i f − f ∂ x i g) / g².
  • Le derivate parziali di ordine superiore possono essere definite iterando il processo.
  • L'ordine di derivazione in una funzione con più variabili può influenzare il risultato, ma se le derivate parziali di tutti gli ordini fino ad un dato ordine sono continue, l'ordine di derivazione non cambia il risultato. Questo è fondamentale per la definizione di derivate miste.
  • Un teorema chiave stabilisce che se le derivate parziali prime e seconde di una funzione sono continue in un intorno di un punto, allora le derivate seconde miste sono uguali in quel punto (ad esempio, ∂ᵧ∂ₓf = ∂ₓ∂ᵧf). La dimostrazione utilizza il teorema del valor medio e la continuità delle derivate parziali seconde. Questo teorema è valido per un intorno del punto in esame.
  • La definizione di derivata parziale è esplicitamente illustrata attraverso il limite del rapporto incrementale lungo la direzione del versore eᵢ.
  • Se una funzione è differenziabile, le derivate parziali prime esistono e sono continue in un intorno del punto di interesse.

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