Esame di stato 2023 - Liceo Scientifico - Prova di Matematica

Svolgimento del Questionario

testo


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Quesito 1

fig01.png

Dette H e K le proiezioni di O sulle rette dei cateti e detta β la misura dell'angolo acuto in B, l'angolo OCK ha misura Eqn001.gif

I triangoli rettangoli OBH e OCK aventi uguali l'ipotenusa e un angolo acuto sono congruenti. In particolare lo sono i cateti OH e OK.


Quesito 2

Indicando con P(n) la probabilità di ottenere n e posto P(1)=x si ha

Eqn002.gif

e quindi

Eqn003.gif


Quesito 3

L'equazione della superficie sferica di centro C è Eqn007.gif

Le equazioni parametriche della retta r sono

Eqn008.gif

Le intersezioni tra retta e superficie sono date dall'equazione

Eqn009.gif

La tangenza implica che il discriminante di questa equazione sia nullo

Eqn010.gif

Quindi l'equazione della superficie sferica di centro C tangente alla retta r è

Eqn011.gif


Quesito 4

Indicando con x la misura del lato della base del parallelepipedo e con h la sua altezza si ha

Eqn012.gif

Indicando con a(x) la misura dell'area totale in funzione di x e assunto ovviamente x>0, si ha

Eqn013.gif

L'area laterale risulta minima se il parallelepipedo è un cubo.

Indicando con d(x) la misura della diagonale del parallelepipedo si ha

Eqn014.gif

La diagonale risulta minima se il parallelepipedo è un cubo.


Quesito 5

Il grafico dell'equazione Eqn015.gif è una semicirconferenza con centro nell'origine, di raggio 5, compresa nel primo e secondo quadrante. Il suo punto P di ascissa 3 ha ordinata 4. La tangente in esso è perpendicolare alla retta di equazione y=4/3x e quindi ha coefficiente angolare -3/4. La sua equazione risulta

Eqn016.gif

Il coefficiente angolare della tangente ad una curva è dato dalla derivata della sua equazione.

Eqn017.gif

Si riconferma il risultato già trovato.


Quesito 6

Per x→0 il numeratore e il denominatore della frazione Eqn018.gif tendono entrambi a 0 e il limite si presenta com indeterminato. Applicando il teorema di De L'Hôpital si ha

Eqn019.gif

Il limite della frazione non diverge solo se b=1, nel qual caso il limite è indeterminato e si può nuovamente applicare il teorema di De L'Hôpital.

Eqn020.gif

In definitiva si ottiene

Eqn021.gif


Quesito 7

Il limite della funzione per x→0 da sinistra è -1. Perché la funzione sia derivabile, bisogna che sia continua in 0, quindi anche il limite da sinistra deve essere -1, cioè b=-1. La funzione è ovviamente derivabile per ogni x≠0. Perché la funzione sia derivabile anche per x=0, la derivata destra e quella sinistra devono coincidere. Si ha

Eqn022.gif

Il limite della derivata per x→0 da sinistra è 1. Il limite della derivata per x→0 da destra deve essere uguale, quindi a=1.

arctan(x) e x-1 sono crescenti su tutto l'insieme ℜ dei reali, quindi anche f(x) è crescente in ℜ e non esiste nessun intervallo di ℜ agli estremi del quale f(x) assuma valori uguali.


Quesito 8

La funzione polinomiale fa(x) è continua e derivabile su tutto ℜ. Per x→-∞, fa(x)→-∞; per x→+∞, fa(x)→+∞.

Eqn023.gif

fa(x) ha un massimo relativo di valore Eqn024.gif per Eqn025.gif e un minimo relativo di valore Eqn027.gif per Eqn026.gif

Perché ci siano tre zeri, il massimo deve essere positivo e il minimo deve essere negativo, cioè

Eqn028.gif


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