\( \def\NN{\bf N\rm} \def\ZZ{\bf Z\rm} \def\QQ{\bf Q\rm} \def\RR{\bf R\rm} \def\bold#1{\bf #1} \def\son{{\rm sen}} \def\arcton{{\rm arctg}} \def\ton{{\rm tg}} \def\coton{{\rm cotg}} \def\arcson{{\rm arcsen}} \def\sonh{{\rm senh}} \def\cosh{{\rm cosh}} \def\tonh{{\rm tgh}} \def\frac#1#2{{#1\over #2}} \def\dys{\displaystyle} \)

I NUMERI REALI

Le risposte sono scritte in forma sintetica. Quando sono indicate le pagine, il testo di riferimento e'

P. Marcellini, C. Sbordone, Elementi di Matematica, Liguori Editore

DOMANDA

RISPOSTA


Scrivere la proprietà' associativa dell'addizione e della moltiplicazione in \(\RR\) [(2.1) pag. 4]

Scrivere la proprietà' commutativa dell'addizione e della moltiplicazione in \(\RR\) [(2.2) pag. 4]

Scrivere la proprietà' distributiva della moltiplicazione rispetto all'addizione, in \(\RR\) [(2.3) pag. 4]

Cosa si intende per \( opposto \) di un numero reale? [(2.5) pag. 4]

Cosa si intende per \( reciproco \) di un numero reale non nullo? [(2.6) pag. 4]

Enunciare l'assioma di completezza [(2.11) pag. 5]

Scrivere una definizione intuitiva dell'insieme dei numeri naturali [(4.1) pag. 8]

Scrivere una definizione intuitiva dell'insieme dei numeri interi [(4.2) pag. 8]

Scrivere la definizione dell'insieme dei numeri razionali [(4.3) pag. 9]

Sia \( \ZZ \) l'insieme dei numeri interi. E' vero o falso che \( a\ge 1 \, \forall a\in \ZZ \) ? Falso: \( a=0\in \ZZ \) non verifica \( a\ge 1 \)

Sia \( \RR \) l'insieme dei numeri reali. E' vero o falso che se \( a\in \RR \), \( a\ge -5 \) allora \( a\ge -9 \) ? Vero: poiche' \( -5\ge -9 \), dal fatto che \( a\ge -5\ge -9 \) segue \( a\ge -9 \)

Sia \( \RR \) l'insieme dei numeri reali. E' vero o falso che \( \forall a\in \RR \) risulta \( -a < 0 \) ? Falso: \( a = -2\in \RR \) non verifica \( -a < 0 \), perche' \( -a = 2 > 0 \)

Sia \( \NN \) l'insieme dei numeri naturali e \( \RR \) l'insieme dei numeri reali. E' vero o falso che \( \forall x\in \RR \,\exists n\in \NN : n < x \, \) ? Falso: Se \( x = 1 \) risulta \( x\in \RR \) e non esiste alcun \( n\in \NN : n < 1 \, \)

Dato un intervallo di estremi \(a \) e \(b \), quali sono i punti interni a tale intervallo? \( ] a, b [ \)

Consideriamo l'intervallo \( [ 0 , 1 [ \). Esistono punti appartenenti a tale intervallo che non sono interni? Si. L'estremo \( 0 \) e' appartenente ma non interno.

Siano \(a \) , \(b \) numeri reali con \( a < b \). Come si definisce la lunghezza di uno qualunque dei quattro intervalli di estremi \(a \) e \(b \)? \( b-a \)

Siano \(a \) , \(b \) numeri reali con \( a < b \). Come si definisce il punto medio di uno qualunque dei quattro intervalli di estremi \(a \) e \(b \)? \( \frac{a+b}{2} \)

Come si definisce il massimo di un insieme non vuoto di numeri reali? [(6.1) pag. 12]

Come si definisce il minimo di un insieme non vuoto di numeri reali? [(6.2) pag. 13]

Dimostrare che il massimo di un insieme, se esiste, e' unico. [pag. 13]

L'insieme \( [ 0 , 1 [ \) e' dotato di massimo? e' dotato di minimo? E' dotato di minimo \( m=0 \) ma non e' dotato di massimo

L'insieme \( \NN \) dei numeri naturali e' dotato di massimo? e' dotato di minimo? E' dotato di minimo \( m=1 \) ma non e' dotato di massimo

Come si definisce un maggiorante di un insieme non vuoto di numeri reali? [pag. 13]

Come si definisce un minorante di un insieme non vuoto di numeri reali? [pag. 13]

Il massimo di un insieme non vuoto di numeri reali e' anche un maggiorante (dello stesso insieme) ? Si. Un numero reale, per essere massimo di un insieme non vuoto di numeri reali, deve verificare due condizioni, tra cui la proprieta' di essere maggiorante (l'altra e' appartenere all'insieme).

Sia \( {\it A} \) un insieme non vuoto di numeri reali. Quanti maggioranti puo' ammettere \( {\it A} \,\)? Nessuno oppure infiniti (perché' se esiste un maggiorante, ne esistono infiniti).

Come si definisce un insieme di numeri reali limitato superiormente? [pag. 13]

Come si definisce un insieme di numeri reali limitato inferiormente? [pag. 13]

Come si definisce un insieme limitato di numeri reali? [pag. 13]

Scrivere in formule che un insieme e' limitato [(6.3) pag. 13]

Enunciare e dimostrare il teorema di esistenza dell'estremo superiore [pag. 13]

Come si definisce l'estremo superiore di un insieme non vuoto di numeri reali? [pag. 14]

Come si definisce l'estremo inferiore di un insieme non vuoto di numeri reali? [pag. 14]

Dimostrare che il massimo di un insieme non vuoto di numeri reali, se esiste, coincide con l'estremo superiore. Sia \( {\it A} \) un insieme non vuoto di numeri reali dotato di massimo: \( M={\rm max} {\it A} \). Poiche' \( M \), in quanto massimo, e' anche maggiorante di \( {\it A} \), si ha che \( {\it A} \) e' limitato superiormente, quindi e' da dimostrare che \( M \) e' il minimo dell'insieme dei maggioranti, che possiamo denotare con la lettera \( {\it B} \). Risulta \( M \) appartenente a \( {\it B} \), in quanto abbiamo gia' osservato che \( M \) e' maggiorante di \( {\it A} \). Inoltre risulta \( M\le b \forall b\in {\it B} \) perche' ogni elemento \( b\in {\it B} \), essendo maggiorante di \( {\it A} \), e' maggiore o uguale di ogni elemento di \( {\it A} \), quindi anche di \( M \) (che, in quanto massimo di \( {\it A} \), appartiene ad \( {\it A} \) ).

Determinare, se esistono, il massimo, il minimo, l'estremo superiore e l'estremo inferiore dell'insieme \( {\it A}= \{ 1/n : n\in \NN \} \) Risulta \( 1\in {\it A} \) e \( 1\ge 1/n \forall n\in \NN \), quindi \( 1= {\rm max} {\it A} \). Ne segue anche che \( 1= {\rm sup} {\it A} \). Il minimo di \( {\it A} \) non esiste: infatti se \( x\le 0 \), allora \( x \) non appartiene ad \( {\it A} \) (e quindi non puo' esserne il minimo). Se \( x > 0 \), usando il fatto che \( \NN \) non e' limitato superiormente, si ha che \( 1/x \) non e' maggiorante di \( \NN \), quindi esiste \( n\in\NN \) tale che \( n > 1/x \). Tale \( n\in\NN \) soddisfa anche \( x > 1/n \) e cio' dimostra che \( x \) non e' minorante di \( {\it A} \). Quindi nessun numero reale contemporaneamente appartiene ad \( {\it A} \) ed e' minorante di \( {\it A} \). Infine, l'estremo inferiore di \( {\it A} \) e' \( 0 \): infatti \( 0 \) è minorante di \( {\it A} \) (che e' costituito da numeri positivi) e poi dalla dimostrazione precedente sappiamo che ogni numero maggiore di \( 0 \) non e' minorante di \( {\it A} \), quindi \( 0 \) e' il massimo dei minoranti di \( {\it A} \).

Scrivere le proprieta' caratteristiche dell'estremo superiore di un insieme di numeri reali non vuoto e limitato superiormente [(6.5) pag. 14]

Scrivere le proprieta' caratteristiche dell'estremo inferiore di un insieme di numeri reali non vuoto e limitato inferiormente [(6.6) pag. 14]

Enunciare il principio di induzione [pag. 10]

Enunciare e dimostrare la formula che esprime la somma dei primi \( n \) numeri naturali [pag. 11]

Enunciare e dimostrare la formula che esprime la somma dei primi \( n \) numeri naturali dispari \( 1+3+5+\cdots + (2n-1)=n^2\,\, \) DIM (per induzione): L'uguaglianza e' vera banalmente per \( n=1 \). Supponiamo ora che risulti \( 1+3+5+\cdots + (2n-1)=n^2\,\, \) e dimostriamo che \( 1+3+5+\cdots + (2n+1)=(n+1)^2\,\, \). Si ha \( 1+3+5+\cdots + (2n-1)+(2n+1)=n^2+(2n+1)= (n+1)^2\)

Enunciare e dimostrare la disuguaglianza di Bernoulli [pag. 11]

-------------------- aggiornamento del giorno 27 ottobre 2015 --------------------

----gli studenti sono invitati a segnalare eventuali errori di stampa, inesattezze, a condividere osservazioni, ecc.----