E-school  di  Arrigo Amadori

in collaborazione con :

Associazione Astrofili Cesenati  http://www.astrofilicesena.it/index.html  


CORSO DI CULTURA SCIENTIFICA DI BASE

(90') incontro del 30/12/2005 

resoconto


01 - Pendenza dell'iperbole equilatera.

La pendenza dell'iperbole equilatera    in un suo punto  P , così come per ogni altra curva, è data dalla 
pendenza della retta tangente ad essa in  P . Indichiamo con  t  tale retta tangente.

Per esempio, nel caso di  k > 0 (tutto ciò che segue vale anche, "mutatis mutandis", per  k < 0 ) :

       

La retta tangente nel punto  P  all'iperbole equilatera (così come per ogni altro tipo di curva, lo ribadiamo) è ottenibile 
come passaggio al limite di una retta secante, sempre passante per  P , così come illustrato nel grafico : 

       

Nel grafico, la secante  s  passante per  P  e  Q  viene fatta spostare via via in modo che il punto  Q  tenda a 
sovrapporsi al punto  P . In questo modo la retta secante  s  diventa la retta tangente  t  all'iperbole in  P .

Calcoliamo ora la pendenza della retta secante  s  considerando che l'ascissa di  P  sia    e quella di  Q  sia  
.

Nel grafico :

       

Il numero  h  è detto incremento della  x  .

E' immediato affermare che l'ordinata di  P  è    e quella di  Q  è  . Graficamente abbiamo :

       

Notando che  HQ = h  , possiamo sicuramente affermare che la pendenza della retta  s  è : 

        ,

essendo il numeratore    pari alla la lunghezza del segmento  HP  dotata, in questo caso, del segno meno, 
dato che la pendenza di  s  è qui negativa (infatti, se  k > 0  e  h > 0 ,   ) .

L'espressione della pendenza di  s  scritta sopra può essere semplificata nel seguente modo :

        .

Per ricavare la pendenza della retta tangente  t  all'iperbole in  P  , ovvero la pendenza dell'iperbole in  P , basta 
eseguire il limite per    dell'espressione che rappresenta la pendenza della secante calcolata sopra. Il perché di 
questo risulta chiaro osservando il grafico :

       

E' chiaro che, quando la retta secante tende a diventare tangente, il valore dell'incremento  h  tende a  0 .

Scriveremo allora che la pendenza della retta tangente  t  all'iperbole nel suo punto  P , ovvero la pendenza della 
curva stessa in  P , vale :

        .

Tale limite è di immediata intuitiva soluzione (basta sostituire ad  h  il valore  0 ). Esso fornisce :

        .

Un altro modo universalmente conosciuto di denominare ed indicare più proficuamente la pendenza dell'iperbole 
(ed in generale di ogni altra curva) è tramite il concetto di derivata. Possiamo scrivere :

         

dove  f  indica la funzione in oggetto (l'iperbole equilatera) e l'apice indica la derivata (ovvero la pendenza).

Se consideriamo l'ascissa di  P  pari a  x , la pendenza dell'iperbole sarà in  P :

        .

E' chiaro che al variare di  x  la pendenza dell'iperbole equilatera cambia. Per esempio, sempre nel caso di  k > 0 :

       

Possiamo facilmente renderci conto che :

        se  k > 0  la pendenza è sempre negativa e si ha :

                per  x  tendente a    la pendenza tende a  0 

                per  x  tendente a  0  per valori positivi la pendenza tende a   

                per  x  tendente a  0  per valori negativi la pendenza tende a 

                per  x  tendente a    la pendenza tende a  0 

Riassumendo graficamente (dove il valore della pendenza  y'  punto per punto è dato dalla funzione in rosso) :

       

        se  k < 0  la pendenza è sempre positiva e si ha :

                per  x  tendente a    la pendenza tende a  0 

                per  x  tendente a  0  per valori positivi la pendenza tende a   

                per  x  tendente a  0  per valori negativi la pendenza tende a 

                per  x  tendente a    la pendenza tende a  0 

Riassumendo graficamente (dove il valore della pendenza  y'  punto per punto è dato dalla funzione in rosso) :

       

Fine.


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