Matematica per l’ingegneria: pacchetto last-minute

Formulari, i passaggi chiave del metodo per ogni argomento e 20 esercizi, con le soluzioni complete in fondo.

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1Formule e metodi

Limiti

Sostituzione diretta
prova prima x = a; 0/0 significa che devi semplificare
Scomponi e semplifica
xⁿ − aⁿ = (x − a)(xⁿ⁻¹ + a·xⁿ⁻² + … + aⁿ⁻¹)
Coniugato
(√x − √a)(√x + √a) = x − a
Limiti all’infinito
dividi per la potenza più alta di x; a gradi uguali il limite è il rapporto dei coefficienti direttivi
Limite notevole
limx→∞ (1 + a/x)bx = eab
Regola di de l’Hôpital
lim f/g = lim f′/g′ (0/0 or ∞/∞)

Derivate

Regola della potenza
(xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹
Regola del prodotto
(uv)′ = u′v + uv′
Regola del quoziente
(u/v)′ = (u′v − uv′)/v²
Regola della catena
f(g(x))′ = f′(g(x))·g′(x)
Derivate fondamentali
(eˣ)′ = eˣ, (ln x)′ = 1/x, (sin x)′ = cos x, (cos x)′ = −sin x

Metodo

  1. Identifica la struttura: somma, prodotto, quoziente o composizione.
  2. Applica la regola della potenza a ogni potenza di x.
  3. Usa la regola del prodotto, del quoziente o della catena dove serve.
  4. Semplifica e, se richiesto, calcola il valore nel punto.

Integrali

Regola della potenza
∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1) + C
Integrale definito
∫ab f dx = F(b) − F(a)
Integrali fondamentali
∫eˣ dx = eˣ, ∫1/x dx = ln|x|, ∫sin x dx = −cos x
Area tra due curve
∫ab (f − g) dx

Metodo

  1. Riscrivi, dove possibile, la funzione integranda come somma di termini semplici.
  2. Applica la regola della potenza: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1), e gli integrali notevoli per ex, 1/x, sin e cos.
  3. Usa la sostituzione quando vedi insieme una funzione e la sua derivata.
  4. Per un integrale definito calcola F(b) − F(a).

Numeri complessi

Forma cartesiana
z = a + jb, j² = −1, z̄ = a − jb
Modulo e argomento
|z| = √(a² + b²), tan θ = b/a (check the quadrant)
Forma polare ed esponenziale
z = r∠θ = r(cos θ + j sin θ) = r·ejθ
Divisione
z₁/z₂ = z₁z̄₂/|z₂|²
Prodotto e quoziente
r₁∠θ₁ · r₂∠θ₂ = r₁r₂∠(θ₁ + θ₂), r₁∠θ₁ / r₂∠θ₂ = (r₁/r₂)∠(θ₁ − θ₂)
De Moivre
(r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ
Radici n-esime
zk = R1/n∠((φ + 360°·k)/n), k = 0 … n − 1
Equazione quadratica con p² < 4q
z = −p/2 ± j√(q − p²/4)

Metodo

  1. Decidi quale forma si adatta all’operazione: cartesiana a + jb per sommare e sottrarre, polare r∠θ per moltiplicare, dividere, potenze e radici.
  2. Sviluppa con j² = −1; dividi moltiplicando numeratore e denominatore per il coniugato del denominatore.
  3. Converti con r = √(a² + b²) e θ da un disegno del punto (controlla il quadrante), e viceversa con a = r cos θ, b = r sin θ.
  4. Per le potenze usa De Moivre, (r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ; per zⁿ = R∠φ elenca tutte le n radici R1/n∠((φ + 360°k)/n).

Equazioni differenziali

Crescita/decadimento esponenziale
dy/dt = ky → y = y0ekt
Tempo di dimezzamento
k = ln 2 / t½
Legge di raffreddamento di Newton
T(t) = Ta + (T0 − Ta)e−kt
Fattore integrante
y′ + p(x)y = q(x): μ = e∫p dx, (μy)′ = μq
Serbatoio di miscelazione
dm/dt = r·c − (r/V)·m

Matrici e determinanti

determinante 2×2
det = ad − bc
Inversa di una 2×2
A⁻¹ = (1/det)·[d −b; −c a]
Prodotto
(AB)ij = Σk AikBkj
Autovalori
det(A − λI) = 0
Regola di Cramer
xi = det(Ai)/det(A)

Vettori: prodotto scalare e vettoriale

Modulo
|a| = √(ax² + ay² + az²)
Versore
û = a/|a|
Componenti a partire da un angolo
Fx = F·cos θ, Fy = F·sin θ
Prodotto scalare
a·b = axbx + ayby + azbz = |a||b|cos θ
Proiezione scalare di a su b
a·b/|b|
Lavoro
W = F·d
Prodotto vettoriale
a × b = (aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx)
Aree
parallelogramma |a × b|, triangolo ½|a × b|
Momento rispetto a O
MO = r × F, r = A − O
Volume di un parallelepipedo
V = |a·(b × c)|

Metodo

  1. Scrivi ogni vettore in componenti; per una forza data da un modulo e un angolo, usa F·cos θ e F·sin θ.
  2. Per lunghezze e direzioni usa il modulo √(x² + y² + z²) e il versore a/|a|.
  3. Usa il prodotto scalare per angoli, proiezioni, perpendicolarità e lavoro: a·b = |a||b|cos θ.
  4. Usa il prodotto vettoriale per vettori perpendicolari, aree e momenti: scrivi con cura le tre componenti, mantenendo l’ordine a × b.

Probabilità

Complementare
P(not A) = 1 − P(A)
Regola della somma
P(A ∪ B) = P(A) + P(B) − P(A ∩ B)
Eventi indipendenti
P(A ∩ B) = P(A)·P(B)
Probabilità condizionata
P(A|B) = P(A ∩ B)/P(B)
Binomiale
P(X = k) = C(n,k)·pk(1 − p)n−k

Statistica descrittiva

Media
x̄ = Σx/n
Deviazione standard campionaria
s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))
Mediana
valore centrale dei dati ordinati
Punteggio z
z = (x − μ)/σ
Distribuzione normale
68% entro ±1σ, 95% entro ±2σ

Distribuzione normale

Punteggio z
z = (x − μ)/σ
Sotto x
P(X < x) = Φ(z)
Sopra x
P(X > x) = 1 − Φ(z)
Tra due valori
Φ(z2) − Φ(z1)
Percentile
x = μ + z·σ

Metodo

  1. Converti il valore in un punteggio z: z = (x − μ)/σ.
  2. Cerca Φ(z), l’area a sinistra di z.
  3. Per l’area a destra usa 1 − Φ(z); per un intervallo sottrai le due aree a sinistra.
  4. Per un percentile procedi a ritroso: trova z per l’area, poi x = μ + z·σ.

2Esercizi

1.LimitiMedia
xyy = L

Calcola il limite L = limx→∞ (1 − 2/x)x. Dai un valore decimale.

f(x) = (1 − 2/x)xx → ∞
L =
2.LimitiDifficile
xyx = 0

Calcola il limite L = limx→0 (1 − cos 4x)/(3x²), con x in radianti.

f(x) = (1 − cos 4x)/(3x²)x → 0
L =
3.DerivateMedia
xyx = 0,5

Sia f(x) = x·sin(3x), con x in radianti. Trova f′(0,5).

f(x) = x·sin(3x)x = 0,5 rad
f′(0.5) =
4.DerivateDifficile
xyx = −2

La retta tangente a f(x) = 3x2 + 4x + 3 in x = −2 interseca l'asse y in y = b. Trova b.

f(x) = 3x2 + 4x + 3x = −2
b =
5.IntegraliMedia
xy15y = x ln x

Calcola I = ∫₁5 x·ln x dx.

∫₁5 x ln x dx
I =
6.IntegraliDifficile
xy−22

Trova l'area A della regione tra la parabola y = 4 − x² e l'asse x.

y = 4 − x²
A =
7.Numeri complessiMedia
ReIm11−1−122−2−2z₁z₂w

Dati z₁ = 2∠150° e z₂ = 1,5∠80°, trova la parte immaginaria di w = z₁·z₂.

z₁ = 2∠150°z₂ = 1,5∠80°
Im(w) =
8.Numeri complessiDifficile
ReIm11−1−122−2−233−3−3z₁z₂

Risolvi z² − 6z + 15,25 = 0. Le radici sono a ± jb; trova b > 0.

p = −6q = 15,25
b =
9.Equazioni differenzialiMedia
tyy(0) = 2y(1,5) = ?

Risolvi y″ + 8y′ + 15y = 0 con y(0) = 2 e y′(0) = 1. Trova y(1,5).

y″ + 8y′ + 15y = 0y(0) = 2y′(0) = 1
y(1.5) =
10.Equazioni differenzialiDifficile
xy13(1, 0)y(3) = ?

Risolvi il problema ai valori iniziali y′ + 2y/x = 2x2 per x > 0, con y(1) = 0. Trova y(3).

y′ + 2y/x = 2x2y(1) = 0
y(3) =
11.Matrici e determinantiMedia
A =035−2−32−22−2

Trova il determinante det A della matrice 3×3 A mostrata.

A = [0 3 5; −2 −3 2; −2 2 −2]
det A =
12.Matrici e determinantiDifficile
A =41−21

Trova l'autovalore maggiore λ della matrice A mostrata.

A = [4 1; −2 1]
λ =
13.Vettori: prodotto scalare e vettorialeMedia
xyzab

Trova l’angolo θ tra i vettori a = (−4, −4, −5) e b = (−2, 0, −3), in gradi.

a = (−4, −4, −5)b = (−2, 0, −3)
θ = °
14.Vettori: prodotto scalare e vettorialeDifficile
xyzabc

Trova il volume V del parallelepipedo i cui spigoli uscenti da un vertice sono a = (−4, −5, −5), b = (−4, −4, −5) e c = (−1, 4, −5).

a = (−4, −5, −5)b = (−4, −4, −5)c = (−1, 4, −5)
V =
15.ProbabilitàMedia
n = 15k = 2N = ?

In quanti modi N si può scegliere un comitato di 2 persone da un gruppo di 15? L'ordine non conta.

n = 15k = 2
N =
16.ProbabilitàDifficile
€p(x)−30,8430,151470,01

Giocare a un gioco costa 3 €. Si vincono 6 € con probabilità 0,15 e 150 € con probabilità 0,01; altrimenti non si vince nulla. La posta non viene restituita. Trova il guadagno netto atteso E(G) per partita.

posta = €3€6: p = 0,15€150: p = 0,01
E(G) = €
17.Statistica descrittivaMedia
3035404550

Trova la deviazione standard campionaria s dei dati: 30, 29, 29, 44, 34, 50, 28.

n = 7
s =
18.Statistica descrittivaDifficile
z −2−1012

Una grandezza ha distribuzione normale con media 500 e deviazione standard 40. Quale proporzione P dei valori è inferiore a 540?

μ = 500σ = 40x = 540
P =
19.Distribuzione normaleMedia
1360 kg1456 kgT = X₁ + … + X₁₆?

Le masse di passeggeri con bagaglio sono indipendenti e normali con media 85 kg e deviazione standard 12 kg. Trova la probabilità P che la massa totale di 16 di essi sia inferiore a 1456 kg. Arrotonda z a due decimali.

μ = 85 kgσ = 12 kgn = 16< 1456 kg
P =
20.Distribuzione normaleDifficile
10 cm0X − Y?

Le altezze X degli uomini e Y delle donne di un gruppo sono indipendenti e normali: X ha media 180 cm e deviazione standard 10 cm, Y ha media 170 cm e deviazione standard 12 cm. Trova la probabilità P che X sia maggiore di Y. Arrotonda z a due decimali.

μX = 180 cm, σX = 10 cmμY = 170 cm, σY = 12 cm
P =

3Soluzioni

1.Limiti

Risposta: L = 0,1353

Limiti: prova prima la sostituzione diretta. Se dà 0/0, semplifica prima: scomponi e semplifica il fattore comune, oppure moltiplica per il coniugato. Per x → ∞, dividi numeratore e denominatore per la potenza più alta di x. Regola di de l’Hôpital: se f/g dà 0/0 o ∞/∞, allora lim f/g = lim f′/g′, derivando separatamente numeratore e denominatore (non con la regola del quoziente).

Prendi il logaritmo

ln L = limx→∞ x·ln(1 − 2/x)

Calcola

ln(1 + u)/u → 1 per u → 0, quindi x·ln(1 + a/x) → a.

ln L = 1·(−2) = −2

Elimina il logaritmo

L = e−2 = 0,1353

Risposta

L = 0,1353
2.Limiti

Risposta: L = 2,667

Limiti: prova prima la sostituzione diretta. Se dà 0/0, semplifica prima: scomponi e semplifica il fattore comune, oppure moltiplica per il coniugato. Per x → ∞, dividi numeratore e denominatore per la potenza più alta di x. Regola di de l’Hôpital: se f/g dà 0/0 o ∞/∞, allora lim f/g = lim f′/g′, derivando separatamente numeratore e denominatore (non con la regola del quoziente).

Prima applicazione

4·sin 4x/(6x) → 0/0

Seconda applicazione

16·cos 4x/6

Sostituisci x = 0

L = 16/6 = 2,667

Risposta

L = 2,667
3.Derivate

Risposta: f′(0.5) = 1,104

Derivazione: la derivata f′(x) è la pendenza del grafico in x. Regola della potenza: (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹. Regola del prodotto: (uv)′ = u′v + uv′. Regola della catena: (f(g(x)))′ = f′(g(x))·g′(x). Dove f′(x) = 0 il grafico ha una tangente orizzontale: un massimo, un minimo o un punto di sella.

Regola del prodotto e della catena

f′(x) = sin(3x) + 3x·cos(3x)

Sostituisci

f′(0,5) = 0,9975 + 1,5·0,07074 = 1,104

Risposta

f′(0,5) = 1,104
4.Derivate

Risposta: b = −9

Derivazione: la derivata f′(x) è la pendenza del grafico in x. Regola della potenza: (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹. Regola del prodotto: (uv)′ = u′v + uv′. Regola della catena: (f(g(x)))′ = f′(g(x))·g′(x). Dove f′(x) = 0 il grafico ha una tangente orizzontale: un massimo, un minimo o un punto di sella.

Punto e pendenza

f(−2) = 7
f′(x) = 6x + 4 → f′(−2) = −8

Retta tangente in x = 0

b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = 7 − (−8)·(−2) = −9

Risposta

b = −9
5.Integrali

Risposta: I = 14,12

Integrazione per parti: ∫u·dv = u·v − ∫v·du, dalla regola del prodotto. Scegli u come il fattore che si semplifica quando lo derivi (una potenza di x, o ln x), e dv come il fattore che sai integrare (eˣ, sin x, cos x, o x quando u = ln x). Per un integrale definito, calcola u·v a entrambi gli estremi: ∫ₐᵇ u dv = [u·v]ₐᵇ − ∫ₐᵇ v du. Un fattore x² richiede due passaggi.

Scegli u e dv

u = ln x, du = dx/x; dv = x dx, v = x²/2

Primitiva

∫x ln x dx = (x²/2)ln x − ∫(x/2) dx = (x²/2)ln x − x²/4

Limiti

(12,5·ln 5 − 6,25) − (0 − 0,25) = 14,12

Risposta

I = 14,12
6.Integrali

Risposta: A = 10,67

Integrali definiti: ∫ₐᵇ f(x) dx è l'area con segno tra il grafico e l'asse x da a a b. Trova una primitiva F (con F′ = f) e calcola F(b) − F(a). Regola della potenza: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1). L'area tra due curve è ∫(superiore − inferiore) dx.

Zeri

4 − x² = 0 → x = ±2

Integra

A = [4x − x³/3]−22 = 5,333 − (−5,333) = 10,67

Risposta

A = 10,67
7.Numeri complessi

Risposta: Im(w) = −2,298

Forma polare: z = r∠θ = r(cos θ + j sin θ) = r·ejθ, con r = |z| e θ = arg z. Per tornare alla forma cartesiana: a = r cos θ, b = r sin θ. L’argomento richiede il quadrante: θ = atan(b/a) solo quando a > 0; per a < 0 somma o sottrai 180°. In forma polare la moltiplicazione è facile: moltiplica i moduli e somma gli argomenti; per la divisione dividi i moduli e sottrai gli argomenti.

Modulo e argomento di w

|w| = 2 · 1,5 = 3
θ = 150° + 80° = 230° → −130°

Forma cartesiana

Re(w) = 3·cos(−130°) = −1,928
Im(w) = 3·sin(−130°) = −2,298
Im(w) = −2,298

Risposta

Im(w) = −2,298
8.Numeri complessi

Risposta: b = 2,5

De Moivre e radici: (r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ. L’equazione zⁿ = R∠φ ha esattamente n radici, tutte con modulo R1/n, agli argomenti (φ + 360°·k)/n per k = 0, 1, …, n − 1: giacciono equidistanziate su una circonferenza, a 360°/n l’una dall’altra. Un’equazione quadratica z² + pz + q = 0 con p² < 4q ha le radici complesse z = −p/2 ± j√(q − p²/4); un polinomio a coefficienti reali ha sempre le radici complesse in coppie coniugate a ± jb.

Discriminante

p² − 4q = 36 − 61 = −25 < 0

Formula risolutiva

z = (6 ± j√25)/2 = 3 + j2,5, 3 − j2,5

Risposta

b = 2,5

Risposta

b = 2,5
9.Equazioni differenziali

Risposta: y(1.5) = 0,05916

Equazioni lineari del secondo ordine: per y″ + b·y′ + c·y = 0 prova y = ert: si ottiene l’equazione caratteristica r² + b·r + c = 0. Due radici reali r₁ ≠ r₂ danno y = A·er₁t + B·er₂t (sovrasmorzato); una radice doppia r dà y = (A + Bt)·ert (smorzamento critico); radici complesse −α ± jω danno y = e−αt(A cos ωt + B sin ωt) (sottosmorzato, oscillante). I valori iniziali y(0) e y′(0) fissano A e B. Scritta come y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0, ωn è la pulsazione naturale e ζ il coefficiente di smorzamento: con ζ < 1 si ha oscillazione. Con un ingresso costante, y″ + by′ + cy = c·K, la soluzione è il valore a regime K più la risposta libera.

Radici caratteristiche

(r + 3)(r + 5) = 0 → r = −3, −5

Costanti dai valori iniziali

A + B = 2, −3A − 5B = 1
A = 5,5, B = −3,5

Calcola

y(1,5) = 5,5·e−4,5 + (−3,5)·e−7,5 = 0,05916

Risposta

y(1,5) = 0,05916
10.Equazioni differenziali

Risposta: y(3) = 10,76

Equazioni differenziali del primo ordine: dy/dt = k·y ha soluzione y = y₀·ekt (crescita per k > 0, decadimento per k < 0); un tempo di dimezzamento T dà k = ln 2/T. La legge di raffreddamento di Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ), dà T(t) = Tₐ + (T₀ − Tₐ)·e−kt. Un’equazione lineare y′ + p(x)·y = q(x) si risolve con il fattore integrante μ = e∫p dx: (μy)′ = μq, quindi μy = ∫μq dx + C.

Fattore integrante

μ = e∫2/x dx = x2

Integra

(x2y)′ = 2x4 → x2y = 2x5/5 + C

Condizione iniziale

0 = 2/5 + C → C = −0,4

Calcola

y(3) = (2·35/5 + (−0,4))/32 = 10,76

Risposta

y(3) = 10,76
11.Matrici e determinanti

Risposta: det A = −74

Matrici: il determinante di una matrice 2×2 è ad − bc. Per una 3×3 sviluppa lungo una riga: ogni elemento per il determinante della 2×2 che resta togliendo la sua riga e la sua colonna, con segni alterni + − +. Gli autovalori λ risolvono det(A − λI) = 0; per una 2×2 è λ² − (traccia)·λ + det = 0.

Minori 2×2 della prima riga

M₁₁ = 2, M₁₂ = 8, M₁₃ = −10

Sviluppo di Laplace

det A = 0·2 − 3·8 + 5·(−10) = −74

Risposta

det A = −74
12.Matrici e determinanti

Risposta: λ = 3

Matrici: il determinante di una matrice 2×2 è ad − bc. Per una 3×3 sviluppa lungo una riga: ogni elemento per il determinante della 2×2 che resta togliendo la sua riga e la sua colonna, con segni alterni + − +. Gli autovalori λ risolvono det(A − λI) = 0; per una 2×2 è λ² − (traccia)·λ + det = 0.

Equazione caratteristica

λ² − (5)λ + (6) = 0

Risolvi

λ = (5 ± √(1))/2 → λ = 2, 3
λ = 3

Risposta

λ = 3
13.Vettori: prodotto scalare e vettoriale

Risposta: θ = 32,34 °

Dot product: a·b = axbx + ayby + azbz = |a|·|b|·cos θ, a scalar. It gives the angle between two vectors, cos θ = a·b/(|a|·|b|), and it is zero when they are perpendicular. The scalar projection of a onto b is a·b/|b|, and a constant force F moving through a displacement d does work W = F·d.

Prodotto scalare

a·b = (−4)·(−2) + (−4)·0 + (−5)·(−3) = 23

Moduli

|a| = √((−4)² + (−4)² + (−5)²) = 7,55
|b| = √((−2)² + 0² + (−3)²) = 3,606

Angolo

cos θ = 23/(7,55·3,606) = 0,8449
θ = arccos(0,8449) = 32,34°

Risposta

θ = 32,34°
14.Vettori: prodotto scalare e vettoriale

Risposta: V = 15

Cross product: a × b = (aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx) is perpendicular to both vectors, and |a × b| = |a|·|b|·sin θ is the area of the parallelogram they span (the triangle has half of it). Order matters: b × a = −(a × b). The moment of a force F applied at point A about point O is MO = r × F, with r = A − O.

Prodotto vettoriale b × c

(b × c)x = bycz − bzcy = (−4)·(−5) − (−5)·4 = 40
(b × c)y = bzcx − bxcz = (−5)·(−1) − (−4)·(−5) = −15
(b × c)z = bxcy − bycx = (−4)·4 − (−4)·(−1) = −20

Prodotto scalare con a

a·(b × c) = (−4)·40 + (−5)·(−15) + (−5)·(−20) = 15
V = |15| = 15

Risposta

V = 15
15.Probabilità

Risposta: N = 105

Probabilità: con esiti equiprobabili, P(A) = casi favorevoli/casi possibili. Per eventi indipendenti si moltiplica: P(A e B) = P(A)·P(B). Il complementare aiuta spesso: P(almeno uno) = 1 − P(nessuno). Binomiale: in n prove indipendenti con probabilità di successo p, P(X = k) = C(n, k)·pᵏ·(1 − p)ⁿ⁻ᵏ.

Combinazioni

C(15, 2) = (15·14)/(2·1) = 105

Risposta

N = 105
16.Probabilità

Risposta: E(G) = −0,6 €

Variabili aleatorie discrete: una distribuzione di probabilità elenca ogni valore x che una variabile può assumere con la sua probabilità p(x); le probabilità sono comprese tra 0 e 1 e sommano a 1. Il valore atteso (media) è E(X) = Σx·p(x), la media a lungo termine. La varianza è Var(X) = Σ(x − μ)²·p(x) = E(X²) − μ², e la deviazione standard è σ = √Var(X). Per una trasformazione lineare Y = aX + b: E(Y) = a·E(X) + b, Var(Y) = a²·Var(X) e σY = |a|·σX; aggiungere una costante non cambia la dispersione.

Esiti netti

G: 3 (p = 0,15), 147 (p = 0,01), −3 (p = 0,84)

Valore atteso

E(G) = 3·0,15 + 147·0,01 − 3·0,84 = −0,6 €

Risposta

E(G) = −0,6 €

Un valore negativo significa che in media perdi denaro.

17.Statistica descrittiva

Risposta: s = 8,688

Statistica descrittiva: la media è la somma divisa per n; la mediana è il valore centrale dei dati ordinati (la media dei due centrali se n è pari). La deviazione standard campionaria è s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). Un punteggio z = (x − μ)/σ dice a quante deviazioni standard dalla media si trova un valore.

Media

x̄ = 244/7 = 34,86

Scarti al quadrato

Σ(x − x̄)² = (−4,857)² + (−5,857)² + (−5,857)² + 9,143² + (−0,8571)² + 15,14² + (−6,857)² = 452,9

Deviazione standard

s = √(452,9/6) = 8,688

Risposta

s = 8,688
18.Statistica descrittiva

Risposta: P = 0,8413

Statistica descrittiva: la media è la somma divisa per n; la mediana è il valore centrale dei dati ordinati (la media dei due centrali se n è pari). La deviazione standard campionaria è s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). Un punteggio z = (x − μ)/σ dice a quante deviazioni standard dalla media si trova un valore.

Standardizza

z = 1

Tavola della normale standard

Φ(1) = 0,8413
P = 0,8413

Risposta

P = 0,8413
19.Distribuzione normale

Risposta: P = 0,9772

Somme e differenze di variabili normali: se X e Y sono indipendenti e normali, anche X + Y e X − Y sono normali. Le medie si sommano o si sottraggono: E(X ± Y) = μX ± μY. Le varianze si sommano sempre, anche per una differenza: Var(X ± Y) = σX² + σY², quindi σ = √(σX² + σY²). Le deviazioni standard non si sommano mai direttamente. Il totale di n elementi indipendenti con la stessa distribuzione ha media n·μ e deviazione standard σ·√n. Poi standardizza come al solito: z = (x − media)/σ e leggi Φ(z).

Distribuzione del totale

μT = 1360 kg, σT = 12·√16 = 48 kg

Standardizza

z = (1456 − 1360)/48 = 2

Probabilità

P = Φ(2) = 0,9772

Risposta

P = 0,9772
20.Distribuzione normale

Risposta: P = 0,7389

Somme e differenze di variabili normali: se X e Y sono indipendenti e normali, anche X + Y e X − Y sono normali. Le medie si sommano o si sottraggono: E(X ± Y) = μX ± μY. Le varianze si sommano sempre, anche per una differenza: Var(X ± Y) = σX² + σY², quindi σ = √(σX² + σY²). Le deviazioni standard non si sommano mai direttamente. Il totale di n elementi indipendenti con la stessa distribuzione ha media n·μ e deviazione standard σ·√n. Poi standardizza come al solito: z = (x − media)/σ e leggi Φ(z).

Distribuzione della differenza

μ = 180 − 170 = 10 cm, σ = 15,62 cm

Standardizza

z = (0 − 10)/15,62 = −0,64

Probabilità

P = 1 − Φ(−0,64) = 0,7389

Risposta

P = 0,7389

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