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→∞ (5x3 + 2x − 1)/(4x3 + 5x + 7).

f(x) = (5x3 + 2x − 1)/(4x3 + 5x + 7)x → ∞
L =
2.LimitiDifficile
xyx = 0

Calcola il limite L = limx→0 (1 − cos 2x)/(3x²), con x in radianti.

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

Sia f(x) = ln(3x2 + 2). Trova f′(3).

f(x) = ln(3x2 + 2)x = 3
f′(3) =
4.DerivateDifficile
xy

Sia f(x) = x3 − 1,5x2 − 6x − 6. Trova l'ascissa x del minimo locale.

f(x) = x3 − 1,5x2 − 6x − 6
x =
5.IntegraliMedia
xyπy = x·sin x

Calcola I = ∫₀π x·sin x dx (x in radianti).

∫₀π x·sin x dx
I =
6.IntegraliDifficile
xyy = x2​y = 3x

Trova l'area A della regione delimitata da y = x2 e y = 3x.

y = x2y = 3x
A =
7.Numeri complessiMedia
ReIm22−2−244−4−4θz

Scrivi z = 5∠35° in forma cartesiana a + jb e dai la parte immaginaria b.

r = 5θ = 35°
b =
8.Numeri complessiDifficile
ReIm22−2−244−4−4z₀z₁z₂

Le radici di zⁿ = w con n = 3 e w = 64∠45° sono zk = R1/n∠((φ + 360°·k)/n), k = 0, 1, 2. Trova l’argomento di z₀ in gradi, tra −180° e 180°.

w = 64∠45°n = 3k = 0
θ₀ = °
9.Equazioni differenzialiMedia
tyy(0) = 4y(0,5) = ?

Risolvi y″ + 3y′ + 2y = 0 con y(0) = 4 e y′(0) = 2. Trova y(0,5).

y″ + 3y′ + 2y = 0y(0) = 4y′(0) = 2
y(0.5) =
10.Equazioni differenzialiDifficile
ty0,5y(0,5) = ?

Risolvi y′ + 3y = 8e−t con y(0) = 3. Trova y(0,5).

y′ + 3y = 8e−ty(0) = 3
y(0.5) =
11.Matrici e determinantiMedia
A =−12−340135−3

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

A = [−1 2 −3; 4 0 1; 3 5 −3]
det A =
12.Matrici e determinantiDifficile
A =1−4−41

Trova l'autovalore maggiore λ della matrice A mostrata.

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

Una forza costante F = (15, −15, 25) N agisce su un oggetto mentre si muove in linea retta dal punto A(−5, 4, 0) al punto B(5, −4, −1). Le coordinate sono in metri. Trova il lavoro W compiuto dalla forza.

F = (15, −15, 25) NA(−5, 4, 0) mB(5, −4, −1) m
W = J
14.Vettori: prodotto scalare e vettorialeDifficile
xyzab

Il versore n̂ è perpendicolare sia a a = (2, 0, −3) sia a b = (−2, 3, 3) e ha componente z positiva. Trova la sua componente x n̂x.

a = (2, 0, −3)b = (−2, 3, 3)n̂z > 0
n̂x =
15.ProbabilitàMedia
xp(x)100,15200,2300,35400,3μ = 28

Per la distribuzione mostrata, trova la deviazione standard σ di X.

x: 10, 20, 30, 40p(x): 0,15, 0,2, 0,35, 0,3
σ =
16.ProbabilitàDifficile
€p(x)−50,75200,22450,05

Giocare a un gioco costa 5 €. Si vincono 25 € con probabilità 0,2 e 250 € con probabilità 0,05; altrimenti non si vince nulla. La posta non viene restituita. Trova il guadagno netto atteso E(G) per partita.

posta = €5€25: p = 0,2€250: p = 0,05
E(G) = €
17.Statistica descrittivaMedia
2025303540455055

Trova la deviazione standard campionaria s dei dati: 52, 45, 57, 48, 51, 19.

n = 6
s =
18.Statistica descrittivaDifficile
z −2−1012

Una grandezza ha distribuzione normale con media 170 e deviazione standard 12. Quale proporzione P dei valori è inferiore a 160,4?

μ = 170σ = 12x = 160,4
P =
19.Distribuzione normaleMedia
−3−2−10123zarea ombreggiata tra −z e z = 0,4448

Trascina z in modo che l’area ombreggiata tra −z e z sotto la curva normale standard sia 0,4448. Trova z con due decimali.

A = 0,4448
z =
20.Distribuzione normaleDifficile
4 s0X − Y?

Il tempo sul giro X del corridore A e il tempo sul giro Y del corridore B sono indipendenti e normali: X ha media 52 s e deviazione standard 4 s, Y ha media 48 s e deviazione standard 3 s. Trova la probabilità P che X sia maggiore di Y. Arrotonda z a due decimali.

μX = 52 s, σX = 4 sμY = 48 s, σY = 3 s
P =

3Soluzioni

1.Limiti

Risposta: L = 1,25

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

(5 + 2/x2 + (−1)/x3)/(4 + 5/x2 + 7/x3)

Fai tendere x → ∞

L = 5/4 = 1,25

Risposta

L = 1,25

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

2.Limiti

Risposta: L = 0,6667

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/(6x) → 0/0

Seconda applicazione

4·cos 2x/6

Sostituisci x = 0

L = 4/6 = 0,6667

Risposta

L = 0,6667
3.Derivate

Risposta: f′(3) = 0,6207

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 della catena per il logaritmo

f′(x) = 6x/(3x2 + 2)

Sostituisci

f′(3) = 18/29 = 0,6207

Risposta

f′(3) = 0,6207
4.Derivate

Risposta: x = 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.

Derivata

f′(x) = 3x2 − 3x − 6 = 3·(x2 − x − 2)

Risolvi f′(x) = 0

x = −1 oppure x = 2

Qual è quale

f″(x) = 6x − 3: negativa in un massimo, positiva in un minimo.

f″(−1) = −9, f″(2) = 9
x = 2

Risposta

x = 2
5.Integrali

Risposta: I = 3,142

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 = x, du = dx; dv = sin x dx, v = −cos x

Primitiva

∫x sin x dx = −x cos x + ∫cos x dx = −x cos x + sin x

Limiti

(−π·cos π + sin π) − (0 + 0) = 3,142

Risposta

I = 3,142
6.Integrali

Risposta: A = 4,5

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.

Punti di intersezione

x2 = 3x → x = 0, x = 3

Integra superiore meno inferiore

A = [1,5x2 − 0,3333x3]03 = 4,5

Risposta

A = 4,5
7.Numeri complessi

Risposta: b = 2,868

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.

Componenti

a = 5·cos(35°) = 4,096
b = 5·sin(35°) = 2,868

Forma cartesiana

z = 4,096 + j2,868
b = 2,868

Risposta

b = 2,868
8.Numeri complessi

Risposta: θ₀ = 15 °

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.

Modulo delle radici

641/3 = 4

Argomento della radice

θ₀ = (45° + 360°·0)/3 = 15°

Argomento

θ₀ = 15°

Risposta

θ₀ = 15°

Le 3 radici giacciono sulla circonferenza di raggio 4, a distanza angolare di 120°.

9.Equazioni differenziali

Risposta: y(0.5) = 3,858

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 + 1)(r + 2) = 0 → r = −1, −2

Costanti dai valori iniziali

A + B = 4, −1A − 2B = 2
A = 10, B = −6

Calcola

y(0,5) = 10·e−0,5 + (−6)·e−1 = 3,858

Risposta

y(0,5) = 3,858
10.Equazioni differenziali

Risposta: y(0.5) = 2,203

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 = e3t
(e3ty)′ = 8e2t

Soluzione generale

y = 8/2·e−t + C·e−3t = 4·e−t + C·e−3t

Condizione iniziale

3 = 4 + C → C = −1

Calcola

y(0,5) = 4·0,6065 + (−1)·0,2231 = 2,203

Risposta

y(0,5) = 2,203
11.Matrici e determinanti

Risposta: det A = −25

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 = −5, M₁₂ = −15, M₁₃ = 20

Sviluppo di Laplace

det A = (−1)·(−5) − 2·(−15) + (−3)·20 = −25

Risposta

det A = −25
12.Matrici e determinanti

Risposta: λ = 5

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 − (2)λ + (−15) = 0

Risolvi

λ = (2 ± √(64))/2 → λ = −3, 5
λ = 5

Risposta

λ = 5
13.Vettori: prodotto scalare e vettoriale

Risposta: W = 245 J

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.

Spostamento

d = B − A = (5, −4, −1) − (−5, 4, 0) = (10, −8, −1) m

Lavoro

W = F·d = 15·10 + (−15)·(−8) + 25·(−1) = 245 J

Risposta

W = 245 J
14.Vettori: prodotto scalare e vettoriale

Risposta: n̂x = 0,8321

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

(a × b)x = aybz − azby = 0·3 − (−3)·3 = 9
(a × b)y = azbx − axbz = (−3)·(−2) − 2·3 = 0
(a × b)z = axby − aybx = 2·3 − 0·(−2) = 6

Normalizza

La componente z di a × b è già positiva.

|a × b| = √(9² + 0² + 6²) = 10,82
n̂ = (9, 0, 6)/10,82 = (0,8321, 0, 0,5547)
n̂x = 0,8321

Risposta

n̂x = 0,8321
15.Probabilità

Risposta: σ = 10,3

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.

Media

μ = 10·0,15 + 20·0,2 + 30·0,35 + 40·0,3 = 28

Media dei quadrati

E(X²) = 100·0,15 + 400·0,2 + 900·0,35 + 1600·0,3 = 890

Varianza

Var(X) = 890 − 28² = 106
σ = √106 = 10,3

Risposta

σ = 10,3
16.Probabilità

Risposta: E(G) = 12,5 €

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: 20 (p = 0,2), 245 (p = 0,05), −5 (p = 0,75)

Valore atteso

E(G) = 20·0,2 + 245·0,05 − 5·0,75 = 12,5 €

Risposta

E(G) = 12,5 €

Un valore positivo significa che in media guadagni denaro.

17.Statistica descrittiva

Risposta: s = 13,52

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 = 272/6 = 45,33

Scarti al quadrato

Σ(x − x̄)² = 6,667² + (−0,3333)² + 11,67² + 2,667² + 5,667² + (−26,33)² = 913,3

Deviazione standard

s = √(913,3/5) = 13,52

Risposta

s = 13,52
18.Statistica descrittiva

Risposta: P = 0,2119

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 = −0,8

Tavola della normale standard

Φ(−0,8) = 0,2119
P = 0,2119

Risposta

P = 0,2119
19.Distribuzione normale

Risposta: z = 0,59

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 di z

Φ(z) = (1 + 0,4448)/2 = 0,7224

Leggi la tabella z al contrario

Trova 0,7224 dentro la tabella e leggi z.

z = 0,59

Risposta

z = 0,59
20.Distribuzione normale

Risposta: P = 0,7881

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 = 52 − 48 = 4 s, σ = 5 s

Standardizza

z = (0 − 4)/5 = −0,8

Probabilità

P = 1 − Φ(−0,8) = 0,7881

Risposta

P = 0,7881

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