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→∞ (3x3 + 6)/(5x3 + 4x + 1).

f(x) = (3x3 + 6)/(5x3 + 4x + 1)x → ∞
L =
2.LimitiDifficile
xyx = 0

Calcola il limite L = limx→0 (1 − cos 2x)/(4x²), con x in radianti.

f(x) = (1 − cos 2x)/(4x²)x → 0
L =
3.DerivateMedia
xyx = 0,5

Sia f(x) = x·sin(2x), con x in radianti. Trova f′(0,5).

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

La retta tangente a f(x) = 0,5x2 − 2x + 4 in x = 2 interseca l'asse y in y = b. Trova b.

f(x) = 0,5x2 − 2x + 4x = 2
b =
5.IntegraliMedia
xy02

Calcola I = ∫02 2x·(x² + 1)2 dx.

f(x) = 2x·(x² + 1)2[0, 2]
I =
6.IntegraliDifficile
xy−11

Trova l'area A della regione tra la parabola y = 1 − x² e l'asse x.

y = 1 − x²
A =
7.Numeri complessiMedia
ReIm22−2−244−4−466−6−6z₁z₂w

Dati z₁ = 1,5∠30° e z₂ = 4∠45°, trova l’argomento θ di w = z₁·z₂ in gradi, tra −180° e 180°.

z₁ = 1,5∠30°z₂ = 4∠45°
θ = °
8.Numeri complessiDifficile
ReIm22−2−244−4−4z₁z₂

Una radice di z³ + 3z² − 15z − 125 = 0 è z₁ = −4 + j3. I coefficienti sono reali. Trova la radice reale r.

z₁ = −4 + j3
r =
9.Equazioni differenzialiMedia
tyy(0) = 2y(0,5) = ?

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

y″ + 2y′ + y = 0y(0) = 2y′(0) = -1
y(0.5) =
10.Equazioni differenzialiDifficile
t (min)m (kg)t = ?30 kg

Un serbatoio contiene 1000 L di acqua in cui sono disciolti 10 kg di sale. Una salamoia con 0,05 kg di sale per litro entra a 20 L/min, e la soluzione ben miscelata esce con la stessa portata. Dopo quanti minuti t il serbatoio contiene 30 kg di sale?

V = 1000 Lm0 = 10 kgc = 0,05 kg/Lr = 20 L/min
t = min
11.Matrici e determinantiMedia
A =6−14−5B =4153

Sia C = AB per le matrici mostrate. Trova l'elemento c22 (riga 2, colonna 2).

A = [6 −1; 4 −5]B = [4 1; 5 3]
c22 =
12.Matrici e determinantiDifficile
A =−3−44−2b =0−1

Risolvi il sistema −3x − 4y = 0 e 4x − 2y = −1. Trova x.

−3x − 4y = 04x − 2y = −1
x =
13.Vettori: prodotto scalare e vettorialeMedia
xyzab

Trova la proiezione scalare compb a di a = (7, 2, 2) su b = (−5, −5, −5), cioè la componente di a nella direzione di b.

a = (7, 2, 2)b = (−5, −5, −5)
compb a =
14.Vettori: prodotto scalare e vettorialeDifficile
xyzrFOA

Una forza F = (−40, 30, −30) N agisce nel punto A(3, −4, 4). Le coordinate sono in metri. Trova la componente z Mz del momento della forza rispetto a il punto O(2, −2, −1).

F = (−40, 30, −30) NA(3, −4, 4) mO(2, −2, −1) m
Mz = N·m
15.ProbabilitàMedia
n = 8k = 5N = ?

In quanti modi N si può scegliere un comitato di 5 persone da un gruppo di 8? L'ordine non conta.

n = 8k = 5
N =
16.ProbabilitàDifficile
xp(x)10,320,3530,1540,1550,05μ

X ha la distribuzione mostrata e Y = −2X + 1. Trova la deviazione standard σY di Y.

x: 1, 2, 3, 4, 5p(x): 0,3, 0,35, 0,15, 0,15, 0,05Y = −2X + 1
σY =
17.Statistica descrittivaMedia
152025303540455055

Trova la deviazione standard campionaria s dei dati: 37, 23, 17, 59, 12, 12, 22.

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

Una grandezza ha distribuzione normale con media 100 e deviazione standard 20. Quale proporzione P dei valori è superiore a 80?

μ = 100σ = 20x = 80
P =
19.Distribuzione normaleMedia
750 g757,9 gX + Y?

X è normale con media 250 g e deviazione standard 4 g; Y è indipendente e normale con media 500 g e deviazione standard 9 g. Trova la probabilità P che X + Y sia maggiore di 757,9 g. Arrotonda z a due decimali.

μX = 250, σX = 4μY = 500, σY = 9X + Y > 757,9 g
P =
20.Distribuzione normaleDifficile
380420460500540580620hin alto 25%

I valori di le durate delle batterie sono distribuiti normalmente con media 500 h e deviazione standard 40 h. Trascina la soglia in modo che il 25% più alto ombreggiato stia alla sua destra. Trova la soglia x.

μ = 500 hσ = 40 h25%
x = h

3Soluzioni

1.Limiti

Risposta: L = 0,6

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).

Dividi per la potenza più alta

(3 + 6/x3)/(5 + 4/x2 + 1/x3)

Fai tendere x → ∞

L = 3/5 = 0,6

Risposta

L = 0,6

A gradi uguali il limite è il rapporto dei coefficienti direttivi.

2.Limiti

Risposta: L = 0,5

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

2·sin 2x/(8x) → 0/0

Seconda applicazione

4·cos 2x/8

Sostituisci x = 0

L = 4/8 = 0,5

Risposta

L = 0,5
3.Derivate

Risposta: f′(0.5) = 1,382

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(2x) + 2x·cos(2x)

Sostituisci

f′(0,5) = 0,8415 + 1·0,5403 = 1,382

Risposta

f′(0,5) = 1,382
4.Derivate

Risposta: b = 2

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) = 2
f′(x) = x − 2 → f′(2) = 0

Retta tangente in x = 0

b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = 2 − 0·2 = 2

Risposta

b = 2
5.Integrali

Risposta: I = 41,33

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.

Sostituzione

u = x² + 1, du = 2x dx
I = ∫15 u2 du

Integra e valuta

I = [u3/3]15 = (125 − 1)/3 = 41,33

Risposta

I = 41,33
6.Integrali

Risposta: A = 1,333

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

1 − x² = 0 → x = ±1

Integra

A = [1x − x³/3]−11 = 0,6667 − (−0,6667) = 1,333

Risposta

A = 1,333
7.Numeri complessi

Risposta: θ = 75 °

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| = 1,5 · 4 = 6
θ = 30° + 45° = 75°

Argomento

θ = 75°

Risposta

θ = 75°
8.Numeri complessi

Risposta: r = 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.

Coppia coniugata

z₂ = −4 − j3
(z − z₁)(z − z₂) = z² − 2·(−4)·z + ((−4)² + 3²) = z² + 8z + 25

Scomponi il fattore quadratico

z³ + 3z² − 15z − 125 = (z² + 8z + 25)(z − 5)

Radice reale

r = 5

Risposta

r = 5

Verifica con la somma delle radici: z₁ + z₂ + r = −8 + 5 = −3 = −(3).

9.Equazioni differenziali

Risposta: y(0.5) = 1,516

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.

Radice doppia

(r + 1)² = 0 → r = −1

Costanti

A = y(0) = 2
y′(0) = B − 1A → B = -1 + 2 = 1

Calcola

y(0,5) = (2 + 1·0,5)·e−0,5 = 1,516

Risposta

y(0,5) = 1,516
10.Equazioni differenziali

Risposta: t = 34,66 min

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.

Risultato

m(t) = 50 + (−40)·e−t/50

Risolvi per t

e−t/50 = (50 − 30)/(50 − 10) = 0,5
t = 50·ln(2) = 34,66 min

Risposta

t = 34,66 min
11.Matrici e determinanti

Risposta: c22 = −11

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.

Riga per colonna

c22 = 4·1 + (−5)·3 = −11

Risposta

c22 = −11
12.Matrici e determinanti

Risposta: x = −0,1818

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.

Determinante della matrice dei coefficienti

det A = (−3)·(−2) − (−4)·4 = 22

Sostituisci la colonna di x

det Aₓ = 0·(−2) − (−4)·(−1) = −4
x = −4/22 = −0,1818

Risposta

x = −0,1818
y = 0,1364
13.Vettori: prodotto scalare e vettoriale

Risposta: compb a = −6,351

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 = 7·(−5) + 2·(−5) + 2·(−5) = −55

Lunghezza di b

|b| = √((−5)² + (−5)² + (−5)²) = 8,66

Proiezione scalare

compb a = a·b/|b| = −55/8,66 = −6,351

Risposta

compb a = −6,351

Negativa: a ha una componente rivolta contro b.

14.Vettori: prodotto scalare e vettoriale

Risposta: Mz = −50 N·m

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.

Vettore posizione da O ad A

r = A − O = (3, −4, 4) − (2, −2, −1) = (1, −2, 5) m

Momento M = r × F

(r × F)x = ryFz − rzFy = (−2)·(−30) − 5·30 = −90 N·m
(r × F)y = rzFx − rxFz = 5·(−40) − 1·(−30) = −170 N·m
(r × F)z = rxFy − ryFx = 1·30 − (−2)·(−40) = −50 N·m

Componente richiesta

Mz = −50 N·m

Risposta

Mz = −50 N·m
15.Probabilità

Risposta: N = 56

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(8, 5) = (8·7·6·5·4)/(5·4·3·2·1) = 56

Risposta

N = 56
16.Probabilità

Risposta: σY = 2,375

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.

Dispersione di X

μ = 2,3, Var(X) = 1,41, σX = 1,187

Trasformazione lineare

σY = |−2|·1,187 = 2,375

Risposta

σY = 2,375

La media invece si sposta: E(Y) = −2·2,3 + 1 = −3,6.

17.Statistica descrittiva

Risposta: s = 16,87

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 = 182/7 = 26

Scarti al quadrato

Σ(x − x̄)² = 11² + (−3)² + (−9)² + 33² + (−14)² + (−14)² + (−4)² = 1708

Deviazione standard

s = √(1708/6) = 16,87

Risposta

s = 16,87
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) = 0,1587
P = 1 − 0,1587 = 0,8413

Risposta

P = 0,8413
19.Distribuzione normale

Risposta: P = 0,2119

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 somma

μ = 750 g, σ = √(4² + 9²) = 9,849 g

Standardizza

z = (757,9 − 750)/9,849 = 0,8

Coda superiore

P = 1 − Φ(0,8) = 1 − 0,7881 = 0,2119

Risposta

P = 0,2119
20.Distribuzione normale

Risposta: x = 527 h

Da un’area a z: Φ(z) è l’area a sinistra di z. Per un’area di coda sinistra A, trova z con Φ(z) = A nella tabella. Un’area di coda destra A significa Φ(z) = 1 − A. Un’area centrale A tra −z e z lascia (1 − A)/2 in ciascuna coda, quindi Φ(z) = (1 + A)/2. Per un valore x, usa x = μ + zσ.

Area a sinistra

Φ(z) = 0,75

z dalla tabella

z ≈ 0,67

Di nuovo nelle unità originali

x = 500 + 0,67·40 = 527 h

Risposta

x = 527 h

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