Problema 2

Esame di stato 2025 - Liceo Scientifico - Prova di Matematica

Svolgimento del Problema 2

testo


Punto a)

Posto Eqn001.gif si ha

Eqn002.gif

Poiché x=φ è ascissa di un punto stazionario

Eqn004.gif

Posto Eqn005.gif si ha Eqn006.gif

g(0) = 1, quindi l=1, Eqn007.gif

Eqn009.gif

g(x) si annulla per x=-φ

Eqn008.gif

In definitiva

Eqn010.gif


Punto b)

Studio della funzione Eqn011.gif.

f(x) è definita reale ∀x ∈ ℜ. Il fattore esponenziale è sempre > 0, quindi il segno di f dipende solo dal segno del fattore polinomio che è positivo in ]0;1[, negativo in ]-∞ ; 0[ e in ]1; +∞[.
Il grafico interseca l'asse delle ascisse in O(0;0) e P(1;0).

Posto y=x2-x

Eqn012.gif

Applicando il Teorema di De l'Hôpital

Eqn013.gif

L'asse delle ascisse è un asintoto orizzontale.

Eqn014.gif

Anche in questo caso il segno della derivata dipende solo dai segni dei fattori polinomi

Eqn015.gif

f(x) è crescente in Eqn016.gif, decrescente in Eqn017.gif, ha un massimo in Eqn018.gif e minimi in Eqn019.gif.

Il codominio di f è Eqn020.gif

Si ha Eqn021.gif, da cui

Eqn022.gif

Dato che il quadrinomio si annulla per x=1

Eqn023.gif

Confrontando i segni dei fattori si ottiene

Eqn024.gif

A derivata seconda positiva corrisponde concavità positiva e a derivata seconda positiva corrisponde concavità negativa. Le ascisse dei punti di flesso coincidono con estremi degli intervalli individuati.

Due punti P(x,y) e P'(x',y') sono simmetrici rispetto alla retta di equazione x=½ se hanno ordinate uguali e ascisse tali che la loro media è ½.

Eqn025.gif

Si ottiene

Eqn026.gif

La curva trasformata coincide con la curva data confermando la simmetria.

Considerata l'equazione f(x)=k, dal grafico γ1 e indicando con C = [a;b] il codominio di f


Punto c)

Eqn027.gif

Eqn028.gif è uno zero di q.

Dati i punti A(-φ ; 0), B(Eqn028.gif;0), C(0;1)

I coefficienti angolari sono antireciproci quindi le due rette sono perpendicolari e il triangolo ABC è rettangolo.

Le ascisse delle intersezioni tra le curve γ1 e γ2 si ottengono risolvendo l'equazione

Eqn029.gif

L'unica intersezione è Eqn018.gif.

Si ha

Eqn030.gif

Poiché 2x-1 ≥ 0

Eqn031.gif

Il massimo di h(x) è Eqn032.gif


Punto d)

Fig002.JPG

L'area da calcolare è indicata con R e si ottiene calcolando l'integrale

Eqn033.gif

Una retta x=t (t>½) delimita con i due grafici una regione di area

Eqn034.gif

questa regione è equivalente a R se

Eqn035.gif

È accettabile solo t=1.