Le funzioni matematiche e il piano cartesiano

Presentazione sul tema: "Le funzioni matematiche e il piano cartesiano"— Transcript della presentazione:

1 Le funzioni matematiche e il piano cartesiano
Il sistema di riferimento cartesiano Un sistema di riferimento cartesiano si compone di due rette orientate, tra loro perpendicolari, dette assi cartesiani. L’asse delle ascisse (o delle x), è quello orizzontale. L’asse delle ordinate (o delle y), è quello verticale. Il punto di intersezione degli assi è detto origine. Ogni punto del piano è individuato da una coppia ordinata di numeri: in figura è rappresentato il punto A(3; 4). Le funzioni matematiche e il piano cartesiano

2 Le funzioni matematiche e il piano cartesiano
Il sistema di riferimento cartesiano Il piano cartesiano si può dividere in quattro settori denominati quadranti; essi sono numerati dal primo in alto a destra e si procede in senso antiorario. Le funzioni matematiche e il piano cartesiano

3 Le funzioni matematiche e il piano cartesiano
La distanza tra due punti Per determinare la distanza tra due punti nel piano cartesiano si possono presentare tre casi. I caso I due punti hanno la stessa ordinata Vogliamo calcolare la distanza tra i punti: e REGOLA. La misura del segmento AB con A e B aventi uguale ordinata è data dal valore assoluto della differenza delle rispettive ascisse. In simboli: Le funzioni matematiche e il piano cartesiano

4 Le funzioni matematiche e il piano cartesiano
La distanza tra due punti II caso I due punti hanno la stessa ascissa Vogliamo calcolare la distanza tra i punti: e REGOLA. La misura del segmento AB con A e B aventi uguale ascissa è data dal valore assoluto della differenza delle rispettive ordinate. In simboli: Le funzioni matematiche e il piano cartesiano

5 Le funzioni matematiche e il piano cartesiano
La distanza tra due punti III caso I due punti hanno ascisse e ordinate diverse Vogliamo calcolare la distanza tra i punti: e Consideriamo il triangolo rettangolo ABC, ottenuto tracciando da A e da B rispettivamente le parallele agli assi x e y, e calcoliamo la lunghezza della sua ipotenusa con il teorema di Pitagora: REGOLA. Per determinare la distanza tra due punti A e B si applica il teorema di Pitagora e si calcola la misura dell’ipotenusa del triangolo rettangolo avente per cateti le proiezioni del segmento AB sugli assi cartesiani. In simboli. Le funzioni matematiche e il piano cartesiano

6 Le funzioni matematiche e il piano cartesiano
Le coordinate del punto medio di un segmento REGOLA. Le coordinate del punto medio M di un segmento AB sono date dalle semisomme delle ascisse e delle ordinate degli estremi del segmento. In simboli: Vogliamo calcolare le coordinate del punto medio M del segmento di estremi e Applichiamo direttamente la formula: Le funzioni matematiche e il piano cartesiano

7 Le funzioni matematiche e il piano cartesiano
Il concetto di funzione DEFINIZIONE. Una relazione R da un insieme A verso un insieme B, che associa ad ogni elemento di A uno ed uno solo elemento di B, prende il nome di funzione. Il dominio di una funzione è l’insieme degli elementi che hanno un’immagine in B. Il codominio di una funzione è l’insieme degli elementi che hanno una controimmagine in A. Le funzioni matematiche e il piano cartesiano

8 Le funzioni matematiche e il piano cartesiano
Le funzioni empiriche Consideriamo la quantità di pioggia caduta nei vari mesi dell’anno in una località e disegnamone il grafico. 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 mm di pioggia Gennaio Febbraio Marzo Aprile Maggio Giugno Luglio Agosto Settembre Ottobre Novembre Dicembre Mesi dell’anno Una funzione di questo tipo viene detta empirica perché non è possibile stabilire un legame fra il mese dell’anno e i millimetri di pioggia. Le funzioni matematiche e il piano cartesiano

9 Le funzioni matematiche e il piano cartesiano
Indicando con x gli elementi dell’insieme A (dominio) e con y gli elementi dell’insieme B (codominio) possiamo dire che DEFINIZIONE. La funzione matematica è un tipo di funzione in cui il variare della y rispetto alla x avviene sulla base di un meccanismo fisso che può essere espresso mediante una precisa formula matematica. Per mezzo di questa formula i valori assunti dalla y (in seguito al variare della x) possono essere determinati con precisione e sicurezza. In simboli possiamo scrivere che e si legge << y uguale effe di x >> oppure e si legge << f è tale da portare x in y >> Le funzioni matematiche e il piano cartesiano

10 Le funzioni matematiche e il piano cartesiano
La funzione di proporzionalità diretta DEFINIZIONE. Due grandezze si dicono direttamente proporzionali se raddoppiando, triplicando, dimezzando … l’una, raddoppia, triplica, si dimezza … anche l’altra. DEFINIZIONE. Due grandezze sono direttamente proporzionali se il loro rapporto è costante. In generale se x e y sono una qualsiasi coppia di valori corrispondenti, indicata con m la costante di proporzionalità diretta abbiamo: quindi con m ≠ 0 La formula precedente rappresenta la funzione di proporzionalità diretta; in essa m rappresenta il coefficiente di proporzionalità diretta. Le funzioni matematiche e il piano cartesiano

11 Le funzioni matematiche e il piano cartesiano
Rappresentazione cartesiana della funzione y = mx Consideriamo la funzione di proporzionalità diretta di equazione in cui il coefficiente di proporzionalità è 3. Il grafico della funzione y = 3x è una retta passante per l’origine degli assi, quindi generalizzando possiamo dire che: DEFINIZIONE. La legge di proporzionalità diretta è rappresentata nel piano cartesiano da una retta passante per l’origine. Le funzioni matematiche e il piano cartesiano

12 Le funzioni matematiche e il piano cartesiano
Considerazioni sul coefficiente di proporzionalità diretta PROPRIETÀ. La funzione y = mx rappresenta sempre una retta passante per l’origine, inoltre: se m > 0 la retta appartiene al 1° e 3° quadrante; se m < 0 la retta appartiene al 2° e 4° quadrante. Le funzioni matematiche e il piano cartesiano

13 Le funzioni matematiche e il piano cartesiano
Considerazioni sul coefficiente di proporzionalità diretta PROPRIETÀ. Nella funzione y = mx: se m = 1 la retta è la bisettrice del 1° e 3° quadrante; se m = −1 la retta è la bisettrice del 2° e 4° quadrante. Le funzioni matematiche e il piano cartesiano

14 Le funzioni matematiche e il piano cartesiano
Considerazioni sul coefficiente di proporzionalità diretta PROPRIETÀ. Maggiore è il valore del coefficiente angolare m (in valore assoluto) tanto più l’inclinazione della retta si avvicina all’asse y. Le funzioni matematiche e il piano cartesiano

15 Le funzioni matematiche e il piano cartesiano
La retta nel piano cartesiano Rappresentiamo nel piano la funzione PROPRIETÀ. Ogni funzione del tipo y = mx + q (con m e q costanti) rappresenta l’equazione di una retta; m è il coefficiente angolare e q rappresenta l’ordinata all’origine. Più in generale: È importante notare che l’equazione generica di una retta y = mx + q non è più una funzione di proporzionalità diretta. Le funzioni matematiche e il piano cartesiano

16 Le funzioni matematiche e il piano cartesiano
Le equazioni di rette particolari PROPRIETÀ. y = k è l’equazione di una retta parallela all’asse delle x. Rette parallele all’asse x Se k > 0 le rette parallele all’asse x appartengono al semipiano positivo delle ordinate; se k < 0 le rette appartengono al semipiano negativo delle ordinate; se k = 0 la retta coincide con l’asse x e la sua equazione diventa y = 0; diremo allora che y = 0 è l’equazione dell’asse x. Le funzioni matematiche e il piano cartesiano

17 Le funzioni matematiche e il piano cartesiano
Le equazioni di rette particolari PROPRIETÀ. x = h è l’equazione di una retta parallela all’asse delle y. Rette parallele all’asse y Se h > 0 le rette parallele all’asse y appartengono al semipiano positivo delle ascisse; se h < 0 le rette appartengono al semipiano negativo delle ascisse; se h = 0 la retta coincide con l’asse y e la sua equazione diventa x = 0; diremo allora che x = 0 è l’equazione dell’asse y. Le funzioni matematiche e il piano cartesiano

18 Le funzioni matematiche e il piano cartesiano
Le equazioni di rette particolari PROPRIETÀ. Due rette parallele hanno lo stesso coefficiente angolare. In simboli, date: Rette tra loro parallele se e solo se Le funzioni matematiche e il piano cartesiano

19 Le funzioni matematiche e il piano cartesiano
Le equazioni di rette particolari PROPRIETÀ. Due rette sono perpendicolari se il coefficiente angolare della prima è l’antireciproco dell’altro. In simboli, date Rette tra loro perpendicolari se e solo se ovvero Le funzioni matematiche e il piano cartesiano

20 Le funzioni matematiche e il piano cartesiano
L’intersezione di una retta con gli assi cartesiani REGOLA. Le coordinate dei due punti di intersezione di una retta di equazione y = mx + q con gli assi x e y si ottengono ponendo in essa y = 0 e x = 0 e calcolando i valori corrispondenti dell’ascissa e dell’ordinata dei due punti. Troviamo, ad esempio, i punti d’intersezione con gli assi della retta Le funzioni matematiche e il piano cartesiano

21 Le funzioni matematiche e il piano cartesiano
Equazioni di rette FORMULA. L’equazione che permette di determinare l’equazione di una retta passante per un punto P(x0; y0) e di coefficiente angolare m è FORMULA. L’equazione che permette di determinare l’equazione di una retta passante per i punti A(x1; y1) e B(x2; y2) è Le funzioni matematiche e il piano cartesiano

22 Le funzioni matematiche e il piano cartesiano
La funzione di proporzionalità inversa DEFINIZIONE. Due grandezze si dicono inversamente proporzionali se raddoppiando, triplicando, dimezzando … l’una, si dimezza, diventa un terzo, raddoppia … l’altra. DEFINIZIONE. Due grandezze sono inversamente proporzionali se il loro prodotto è costante. In generale se x e y sono una qualsiasi coppia di valori corrispondenti, indicata con k la costante di proporzionalità inversa, abbiamo: La formula precedente rappresenta dunque la funzione di proporzionalità inversa; in essa k è il coefficiente di proporzionalità inversa. Le funzioni matematiche e il piano cartesiano

23 Le funzioni matematiche e il piano cartesiano
La rappresentazione cartesiana della funzione xy=k Consideriamo la funzione di proporzionalità inversa di equazione Il grafico è un ramo di curva che prende il nome di iperbole equilatera. In generale: DEFINIZIONE. La legge di proporzionalità inversa è rappresentata nel piano cartesiano da un’iperbole equilatera. Le funzioni matematiche e il piano cartesiano

24 Le funzioni matematiche e il piano cartesiano
La proporzionalità quadratica e la parabola DEFINIZIONE. Due grandezze x e y sono in proporzionalità quadratica quando la relazione che le lega si può esprimere con una formula del tipo: La formula precedente rappresenta la funzione di proporzionalità quadratica; in essa a prende il nome di coefficiente di proporzionalità quadratica. La funzione di proporzionalità quadratica è rappresentata nel piano cartesiano da una curva, chiamata parabola. Le funzioni matematiche e il piano cartesiano

25 Le funzioni matematiche e il piano cartesiano
La proporzionalità quadratica e la parabola DEFINIZIONE. Una funzione del tipo y = ax2 (con a ≠ 0) è l’equazione di una parabola avente come asse di simmetria l’asse y e come vertice l’origine degli assi. In particolare se a > 0 la parabola ha la concavità verso l’alto; se a < 0 la parabola ha la concavità verso il basso. Le funzioni matematiche e il piano cartesiano