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Oggetto:
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Matematica

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Mathematics

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Anno accademico 2021/2022

Codice dell'attività didattica
MFN0708
Docenti
Prof. Lorenzo Fatibene (Titolare del corso)
Prof.ssa Ornella Robutti (Titolare del corso)
Corso di studi
Scienza e Tecnologia dei Materiali
Anno
1° anno
Periodo didattico
Primo semestre
Tipologia
Di base
Crediti/Valenza
12
SSD dell'attività didattica
MAT/04 - matematiche complementari
MAT/07 - fisica matematica
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Facoltativa
Tipologia d'esame
Quiz
Prerequisiti

Nozioni elementari di aritmetica, algebra, geometria analitica nel piano, trigonometria, equazioni e disequazioni di primo e secondo grado.

Basic concepts of arithmetics, algebra, analytic geometry in the plane, trigonometry, first and second order equations and inequalities.
Propedeutico a

Fisica Generale I con laboratorio, Fisica Generale II con laboratorio
Tutti i corsi che utilizzano le nozioni di base della matematica.

All courses which use basic concepts of mathematics.
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

Gli studenti imparano a:

conoscere le principali famiglie di funzioni e le loro proprietà

passare da una rapprensetazione all'altra tra: grafica, simbolica, numerica

conoscere e applicare i concetti fondamentali del calcolo differenziale ed integrale per funzioni di una e più variabili, con particolare riguardo alle applicazioni di carattere chimico e fisico

utilizzare la statistica con applicazioni teoriche e tecniche, tramite utilizzo di software R.

Students learn to:

know the main families of functions and their properties

switch from one representation to another among: graphic, symbolic, numerical

know and apply the fundamental concepts of differential and integral calculus for functions of one and more variables, with particular regard to chemical and physical applications

apply statistics with theoretical and technical applications, through the use of software R.

 

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

Lo studente dovrà conoscere le proprietà locali e globali ed i grafici delle funzioni elementari; passare da una equazione di funzione a un grafico e viceversa; studiare una funzione di una variabile; calcolare gli integrali propri e impropri; risolvere semplici equazioni differenziali ordinarie di primo e secondo ordine; conoscere le equazioni di rette, piani, coniche e quadriche elementari; studiare una funzione di due variabili; calcolare integrali doppi, tripli, curvilinei e di forme differenziali; saper applicare i principali risultati dell'analisi vettoriale.

Per statistica, lo studente dovrà sapere descrivere un campione di dati e inferire le principali proprietà delle popolazioni da cui i campioni sono estratti.

Dovrà anche saper effettuare semplici test d'ipotesi usando R.

 

The student should know the local and global properties and the graphs of the elementary functions; switch from the equation to the graph of a function and viceversa; study a function of one variable; compute properand improper integrals; solve simple ordinary differential equations of first and second order; know the equations of straight lines, planes, conics and elementary quadrics; study a function of two variables;compute double, triple and line integrals; compute integrals of differential forms; be able to apply the main results of vector analysis.

For statistics, the student should know how to describe datasets, how to infer the fundamental properties of the distributions from which dataset are sampled, and per form simple hypotheses test using R.

 

 

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Modalità di insegnamento

L'insegnamento consiste in 120 ore di lezioni frontali ed esercitazioni in 3 moduli:

Una variabile reale (56h),  Due variabili reali (44h), Statistica (20h).

Durante le lezioni di statistica gli studenti potranno portare un portatile e usare R.

La frequenza alle lezioni non è obbligatoria.

 

Emergenza COVID

Le lezioni saranno in presenza e gli studenti potranno accedere all'aula solo se dotati di mascherina chirurgica e dopo aver disinfettato le mani. E' necessario il GREEN PASS.

 

Si invitano gli studenti e le studentesse ad effettuare l’iscrizione al corso sia sulla presente pagina campusnet (cliccando “Registrati al corso” al fondo di questa pagina) e sia alla pagina moodle.

Il link webex per le lezioni tenute dalla prof. Robutti è: https://unito.webex.com/meet/ornella.robutti

Il link webex per le lezioni tenute dal prof. Fatibene è: https://unito.webex.com/meet/lorenzo.fatibene

The course is based on 120 hours of lectures and exercises in 3 modules:

One real variable (56h), two real variables (44h), statistics (20h).

During statistics lectures, students can bring their laptop and use R.

The attendance to the course is not compulsory.

 

COVID emergency:

The lessons will be in presence and students can access the room if equipped with surgical masks and after having sanitized their hands. The need the GREEN PASS.

The students are invited to subscribe the course, both on the present campusnet page (at the link “Registrati al corso” at the end of this page) and on the moodle page.

The webex link for the lessons of prof.Robutti è: https://unito.webex.com/meet/ornella.robutti

The webex link for the lessons of prof. Fatibene is: https://unito.webex.com/meet/lorenzo.fatibene

 

 

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Modalità di verifica dell'apprendimento


La prenotazione agli appelli d'esame tramite Esse3 ed entro una settimana dalla data dell'esame è obbligatoria e indispensabile. Non verranno ammessi studenti che non si siano prenotati. Inoltre, per una migliore organizzazione dei Laboratori informatici, chi si prenota e non si presenta all'esame senza prima avvisare i docenti non avrà diritto a partecipare all'appello successivo. 

Per sostenere l'esame è necessario presentarsi con un documento di riconoscimento (preferibilmente la smartcard) e ricordare le credenziali di Ateneo (username e password), che dovranno essere digitate sul computer dell'aula per iniziare le prove.

L'esame consiste in un test e di due prove (una di Calculus e una di Statistica) svolte in modalità informatizzata.  Non è prevista la possibilità di ritirarsi dopo aver iniziato le prove: la prova verrà in ogni caso valutata.

Durante le prove non è consentito l'uso di strumenti elettronici e non è permesso consultare testi o appunti. Si può utilizzare la calcolatrice disponibile sul computer e, per la prova di Statistica, il software R.

Non è consentito tenere alla postazione informatica telefoni cellulari, tablet e simili (anche se spenti, in tasca,..). La presenza di uno di questi apparecchi, anche spento, comporterà l'espulsione immediata dall'aula e l'annullamento della prova.

Test di accertamento delle competenze di base

Il test consiste nella risposta a cinque domande a scelta multipla, che hanno l'obiettivo di verificare le conoscenze di base dello studente. 

La durata è di venti minuti; per superare il test occorre rispondere in modo corretto ad almeno 4 domande su 5. L'esito è: superato o non superato ed è noto immediatamente al termine del test stesso; chi non supera il test non può accedere alla prova d'esame. 

Prova d'esame di Calculus (esercizi e teoria)

Questa prova verte sugli argomenti trattati durante le lezioni ed esercitazioni; consiste nello svolgimento di esercizi e nella risposta a domande di carattere teorico o logico-deduttivo. La prova comprende argomenti sia del modulo di Calculus I sia del modulo di Calculus II.

La prova è valutata in trentesimi ed è superata con una valutazione almeno pari a 16/30. 

Chi non supera questa prova non può accedere alla prova di Statistica.

Prova d'esame di Statistica (esercizi e teoria)

Questa prova verte sugli argomenti trattati durante le lezioni ed esercitazioni; consiste nello svolgimento di esercizi e nella risposta a domande di carattere teorico o logico-deduttivo. 

La prova è valutata in trentesimi ed è superata con una valutazione almeno pari a 16/30. 

L'esame è superato se la media delle due prove (Calculus e Statistica) è almeno pari a 18/30.

Il test e tutte le prove d'esame (Calculus e Statistica) devono essere superate nello stesso appello: in caso di insuccesso anche in una sola parte dell'esame, in appelli successivi non si terrà conto di eventuali parti già superate e bisognerà risostenere l'esame per intero. 

Informazioni per gli studenti con DSA

https://www.unito.it/servizi/lo-studio/studenti-con-disturbi-specifici-di-apprendimento-dsa/supporto-agli-studenti-con

 

Studenti degli anni accademici precedenti

Da gennaio 2020 tutti gli studenti dovranno affrontare l'esame secondo le modalità dell'anno in corso.

 

INFORMAZIONI E REGOLE PER L'ESAME DURANTE IL PERIODO DI RESTRIZIONI DOVUTE ALL'EMERGENZA CORONAVIRUS
 
A partire dalla sessione di settembre 2020, salvo ulteriori restrizioni, gli esami del corso di Matematica saranno svolti in presenza, nelle aule informatizzate di Palazzo Campana, in Via Carlo Alberto, 10. Potranno richiedere l'esame online gli studenti e studentesse che si troveranno in una delle seguenti condizioni:
 
a) situazione di fragilità (diretta e indiretta, malattia, etc)
b) residenza o domicilio fuori regione
c) assenza temporanea dal territorio regionale per esigenze documentabili.
 
Per gli studenti e studentesse che sosterranno l'esame online valgono le seguenti regole già in vigore per la sessione estiva:
  • Gli studenti e le studentesse dovranno collegarsi alla riunione webex che verrà comunicata qualche giorno prima dell'esame, e rimanere collegati per tutto il tempo dello svolgimento della prova, con microfono e telecamera attiva.
  • Dovranno avere possibilità di accedere alla posta elettronica istituzionale se richiesto dai docenti.
  • Dovranno essere muniti di documento di riconoscimento.
  • E' possibile che sia necessario, durante lo svolgimento della prova, caricare materiale online (la brutta degli esercizi, o parte dello svolgimento di alcuni esercizi), quindi ogni studente/studentessa dovrà essere attrezzato per fotografare/scannerizzare ciò che ha scritto e caricarlo secondo le modalità che verranno spiegate durante lo svolgimento della prova.
  • Non verrà effettuato il test preliminare di sbarramento, ma tutti gli iscritti svolgeranno direttamente la prova d'esame.
  • La prova sarà informatica, con esercizi delle tipologie usuali.
  • Dopo la prova scritta, verrà effettuato un colloquio orale (secondo un calendario che verrà comunicato dopo la prova scritta) in cui verrà scelto un esercizio tra quelli svolti allo scritto, e ogni studente/studentessa dovrà spiegare come ha svolto l'esercizio e quali sono le motivazioni delle risposte che ha dato. Tale colloquio non è effettuato a fine valutativo ma è parte integrante della prova scritta e va considerato come un chiarimento. Ha lo scopo di attribuire il giusto peso ad eventuali errori frutto anche della modalità inusuale.

Booking the exam sessions through Esse3 and within one week from the date of the exam is mandatory and essential. Students who have not booked will not be admitted. Furthermore, for a better organization of the IT laboratories, those who book and do not show up for the exam without first informing the teachers will not be entitled to participate to the next session.

To take the exam it is necessary to present an identification document (preferably the smartcard) and to remember the University credentials (username and password), which must be entered on the computer of the classroom to start the tests.

The exam consists of a test and two tests (one of Calculus and one of Statistics) carried out in computerized mode. It is not possible to withdraw after starting the tests: the test will be evaluated in any case.

During the tests the use of electronic tools is not allowed and it is not allowed to consult texts or notes. You can use the calculator available on your computer and, for the Statistics test, the software R.

It is not allowed to keep mobile phones, tablets and the like at the computer station (even if switched off, in your pocket, ..). The presence of one of these devices, even switched off, will result in immediate expulsion from the classroom and cancellation of the test.

Basic skills assessment test

The test consists of answering five multiple choice questions, which aim to verify the student's basic knowledge.

The duration is twenty minutes; to pass the test, at least 4 out of 5 questions must be answered correctly. The result is: passed or failed and is known immediately at the end of the test; those who do not pass the test cannot access the exam.

Calculus exam paper (exercises and theory)

This test focuses on the topics covered during the lessons and exercises; it consists in carrying out exercises and answering questions of a theoretical or logical-deductive nature. The test includes topics from both the Calculus I module and the Calculus II module.

The test is graded out of thirty and passed with a grade of at least 16/30.

Those who fail this test cannot access the Statistics test.

Statistics exam (exercises and theory)

This test focuses on the topics covered during the lessons and exercises; it consists in carrying out exercises and answering questions of a theoretical or logical-deductive nature.

The test is graded out of thirty and passed with a grade of at least 16/30.

The exam is passed if the average of the two tests (Calculus and Statistica) is at least equal to 18/30.

The test and all the exams (Calculus and Statistics) must be passed in the same session: in case of failure even in only one part of the exam, in subsequent sessions any parts already passed will not be taken into account and the examination in full.

Information for students with SLD

https://www.unito.it/servizi/lo-studio/studenti-con-disturbi-specifici-di-appearning-dsa/supporto-agli-studenti-con

Students from previous academic years

From January 2020 all students will have to take the exam according to the modalities of the current year.

 

INFORMATION AND RULES FOR EXAMINATION DURING THE PERIOD OF RESTRICTIONS DUE TO THE CORONAVIRUS EMERGENCY

Starting from the September 2020 session, except for further restrictions, the exams of the Mathematics course will be carried out in the presence, in the computerized classrooms of Palazzo Campana, in Via Carlo Alberto, 10. Students who will be able to apply for the exam online in one of the following conditions:

a) situation of fragility (direct and indirect, illness, etc.)
b) residence or domicile outside the region
c) temporary absence from the regional territory for documentable needs.

For students who will take the online exam, the following rules already in force for the summer session apply:
Students must connect to the webex meeting that will be communicated a few days before the exam, and remain connected for the entire time of the test, with microphone and camera active.
They must be able to access the institutional e-mail if requested by the teachers.
They must have an identity document.
During the test, it is possible that it is necessary to upload material online (the ugly of the exercises, or part of the performance of some exercises), therefore each student must be equipped to photograph / scan what he has written and upload it according to the modalities that will be explained during the test.
The preliminary barrier test will not be carried out, but all enrolled students will take the exam directly.
The test will be computerized, with exercises of the usual types.
After the written test, an oral interview will be carried out (according to a schedule that will be communicated after the written test) in which an exercise will be chosen from those carried out in the written test, and each student will have to explain how they did the exercise and what they are, the reasons for the answers he gave. This interview is not carried out for evaluation purposes but is an integral part of the written test and should be considered as a clarification. It aims to give the right weight to any errors that are also the result of the unusual way.

 

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Attività di supporto

Il tutorato in presenza sarà il lunedì dalle 14 alle 16 in sede. 

The tutoring activity will be on Monday from 2 to 4 pm on site.

 

Oggetto:

Programma

  • Funzioni reali di una variabile (56 ore). 
  • Dominio, proprietà e grafico delle funzioni elementari. Limiti, continuità e asintoti. Derivate, massimi, minimi e flessi. Differenziale e sviluppo di Taylor. 
  • Integrali di funzioni di una variabile. Integrali definiti ed indefiniti. Principali metodi di integrazione.
  • Equazioni differenziali ordinarie. Equazioni differenziali a variabili separabili e lineari del primo ordine. Equazioni differenziali lineari del secondo ordine.

 

  • Funzioni di più variabili (44ore). 

 

  • Numeri complessi. Operazioni tra vettori. Equazioni di rette e piani.
  • Funzioni reali di due variabili. Dominio, limiti, continuità, derivate parziali, punti di stazionarietà ed estremi.
  • Integrali di funzioni di più variabili. Integrali doppi e tripli, integrali di linea e di superficie. Teoremi di Green, Gauss e Stokes.

 

  • Statistica (20 ore)

 

Statistica descrittiva: 

 

  • Introduzione all'ambiente R. Variabili quantitative e qualitative, univariate e bivariate. Indici riassuntivi di posizione e di variabilità, rappresentazioni grafiche (istogramma, boxplot, scatterplot, boxplot). 
  • Confronti qualitativi. Indipendenza e misure di associazione. Dati categoriali bivariati e tabelle. 

 

Probabilità: 

 

  • Introduzione al modello probabilistico per i dati. Definizione di probabilità e calcolo elementare. 
  • Variabili aleatorie. Media e varianza di variabile aleatoria. Campionamento, statistica e distribuzione campionaria. Esempi di famiglie di distribuzioni. 

 

Inferenza statistica: 

 

  • Il controllo della variabilità. Stima intervallare, per proporzioni, per la media, per la varianza, per differenze (di proporzioni, di medie), per la mediana non parametrici. 
  • Test di ipotesi. Per proporzioni, per la media, per la mediana. Test per due campioni (indipendenti e accoppiati). 

 

 

Real functions of one variable (56h). 

  • Domain, properties and graphics of elementary functions. Limits, continuity and asymptotic lines. Derivatives, maxima, minima, inflection points. Differential and Taylor's expansion.
  • Integrals of funtions of one variable. Definite and indefinite integrals. Main methods of integration.
  • Ordinary  differential equations. Separable and linear first order differential equations. Linear second order differential equations.

Real functions of two variables (44h). 

  • Complex numbers. Algebraic, trigonometric and exponential form of a complex number.
  • Domain, limits, continuity, partial derivatives, stationary points and extrema.
  • Integrals of functions of several variables. Double and triple integrals, line and surface integrals. Theorems of Green, Gauss and Stokes.

Statistics (20h)

  • Introduction to R, Random qualitative and quantitative samples, univariate and bivariate. Position and spread indices, graphic representation of datasets (hist, boxplot, scatterplot, boxplot). Qualitative comparison of datasets, independence and correlation measures. Tables for bivariate datasets.
  • Probability: elementary probability, random variables, mean, variance. Sampling statistics and distribution. Examples of distributions.
  • Inferential statistics: variance test, estimate intervals proportions, mean, variance, for differences, non-parametric median. Hypothesis tests for proportions, mean, median. Test for two (dependent and independent) samples

 

Testi consigliati e bibliografia

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- J. Stewart, Calcolo - Funzioni di una variabile, Apogeo, Milano, 2001.

- J. Stewart, Calcolo - Funzioni di più variabili,  Apogeo, Milano, 2002.

- G. Orecchia, S. Spataro, Corso propedeutico di matematica, Collana Esami n. 11, Edizioni Tecnos, Milano, 1989.

- J. Verzani, Using R for Introductory Statistics, CRC Press. 

- Slides e note del corso fornite dal docente durante il corso.

 



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Orario lezioni

Lezioni: dal 01/10/2020 al 22/01/2021

Nota: L'orario dettagliato delle lezioni è disponibile alla pagina "Orario Lezioni"
http://stmateriali.campusnet.unito.it/do/lezioni.pl

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Note

 Il Precorso online di Matematica si trova all'indirizzo

http://elearning.moodle2.unito.it/scivoli/ 

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Ultimo aggiornamento: 26/10/2021 09:48
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