Operazioni tra insiemi: la differenza

Oltre all’unione ed all’intersezione, altra operazione tra gli insiemi è la differenza.
Vediamola tra insiemi intersecati. Siano
A = {rosso; verde; giallo; rosa}
B = {nero; verde; blu; giallo}
Ci accorgiamo che ci sono elementi in comune tra i due insiemi, pertanto possiamo capire meglio la differenza usando la rappresentazione grafica.

Ci sono elementi di A che non appartengono a B e questa è la differenza tra A e B e per indicarla usiamo il simbolo – oppure \. Possiamo dire:
A – B = D oppure A\B = D oppure ancora
A\B = {rosso; rosa}
Definiamo quindi la differenza tra due insiemi A e B l’insieme formato dagli elementi di A che non appartengono a B. La differenza tra due insiemi B e A è l’insieme formato dagli elementi di B che non appartengono ad A. Nel nostro caso: B\A = {nero; blu}

Consideriamo ora due insiemi disgiunti.
A = {1; 3; 5; 7}
B = {2; 4; 6}

A\B = {1; 3; 5; 7}
B\A = {2; 4; 6}

Infine vediamo il caso in cui un insieme è incluso nell’altro.
A = {Mario; Agnese; Luca; Alice; Teo}
B = { Agnese; Alice}

A\B = {Mario; Luca; Teo}. Essendo B un sottoinsieme proprio di A, in questo caso l’insieme differenza può chiamarsi anche complementare di B rispetto ad A.
B\A = {Æ} (infatti non ci sono elementi di B che non appartengano ad A)

Ecco una serie di esercizi che puoi svolgere on line seguiti da esercizi in forma cartacea.


ESERCIZI DA STAMPARE

1.      Data questa rappresentazione grafica

Scrivi per elencazione gli insiemi
A = {
B = {
A Ç B = {
A È B = {
A \ B = {
B \ A = {

2.      Considera questi due insiemi disgiunti
A = {5; 10; 15; 20; 25}
B = {3; 6; 9}
Scrivi per elencazione gli insiemi
A Ç B = {
A È B = {
A \ B = {
B \ A = {

3.      Sia
A = {a; b; c; d; e}
B = {a; e}
Scrivi per elencazione gli insiemi
A Ç B = {
A È B = {
A \ B = {
B \ A = {


I sottoinsiemi

Per questa lezione consiglio il seguente percorso:

1) leggi questo post
2) esercitati con Genially (lo trovi al termine delle spiegazioni)
3) allenati svolgendo esercizi con i Moduli di Google (fai clic su questo link)
4) verifica il tuo apprendimento on line su questo blog (vedi al termine del post) oppure a questo link
5) Se preferisci puoi svolgere gli esercizi in forma cartacea e controllare le tue risposte con le soluzioni proposte

Insiemi e rappresentazione degli insiemi

Per questa lezione consiglio il seguente percorso:

1) leggi questo post
2) esercitati con Genially (lo trovi al termine delle spiegazioni)
3) allenati svolgendo esercizi con i Moduli di Google (fai clic su questo link)
4) verifica il tuo apprendimento on line su questo blog (vedi al termine del post) oppure a questo link
5) Se preferisci puoi svolgere gli esercizi in forma cartacea e controllare le tue risposte con le soluzioni proposte

Superficie e volume della sfera

La superficie di una sfera non è sviluppabile in piano e ciò ha creato non pochi problemi ai geografi per rappresentare in piano la superficie della Terra ed ai matematici per determinare la misura della superficie sferica.
Il grande Archimede riuscì nella dimostrazione dell’equivalenza della superficie sferica e quella di un cilindro equilatero circoscritto ad essa.
Poiché la superficie laterale del cilindro si calcola con questa formula Sl = C  . h cioè 2πrh e noi sappiamo che in un cilindro equilatero h = 2r la formula diventa 2πr . 2r= 4 πr2.
Siccome πr2 è l’area del cerchio massimo della sfera possiamo affermare che la superficie della sfera si ottiene moltiplicando l’area del suo cerchio massimo per 4.

S = 4 πr2

Dalla formula diretta possiamo ricavare la formula inversa:
Volume
Per calcolare il volume occorre sapere che una sfera è equivalente ad un cono con raggio di base congruente al diametro della sfera ed altezza congruente al raggio della sfera: di conseguenza il volume della sfera si può calcolare usando la formula del cono V = (Ab . h)/ 3
L’area di base del nostro cono si ottiene quindi moltiplicando il diametro della sfera per se stesso e per π
 Ab= 2r . 2r . π = 4r2 π
Poiché l’altezza del cono è congruente al raggio della sfera avremo che 
V = (4r2π . r)/ 3=  

Possiamo dunque affermare che il volume di una sfera si calcolerà moltiplicando il cubo del suo raggio per  4/3 π.
Dalla formula diretta possiamo ricavare la formula inversa:


ESERCIZI

  •       Calcola il volume di una sfera sapendo che l’area della superficie sferica è 900 π cm2.
  •       Una sfera ha il diametro di 30 cm. Calcola l’area della superficie sferica ed il volume della sfera.
  •       Due sfere hanno i raggi lunghi rispettivamente 12 cm e 16 cm. Calcola la misura del raggio di una terza sfera avente l’area della superficie sferica equivalente alla somma delle aree delle superfici delle due sfere date.

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La sfera

La sfera è il solido che si ottiene dalla rotazione di 360° di un semicerchio attorno al suo diametro, come si può vedere in figura.
Il centro del semicerchio ed il suo raggio costituiscono anche il centro ed il raggio della sfera.

La superficie sferica ha la proprietà di avere tutti i suoi punti alla stessa distanza dal centro: sono, appunto, i raggi della sfera.

Quali sono le reciproche posizioni di una sfera ed un piano?
Una sfera ed un piano sono tangenti se hanno un punto in comune. Il raggio della sfera è anche la distanza dal centro della sfera al piano.
CA = r


Una sfera ed un piano si dicono esterni se non hanno alcun punto in comune. Il raggio della sfera è minore della distanza dal piano al centro della sfera.
r < CA


Una sfera ed un piano sono secanti se il piano taglia la sfera in un cerchio e quindi hanno un cerchio in comune. Il raggio della sfera è maggiore della distanza dal centro della sfera al piano.
r > CA

Se un piano secante passa per il centro della sfera prende il nome di piano diametrale, l’intersezione con la sfera è un cerchio avente lo stesso centro e lo stesso raggio della sfera: il cerchio massimo delimitato dalla circonferenza massima.

·         Vediamo ora come si chiamano le parti che otteniamo secando una sfera con uno o più piani.

Un piano secante divide la sfera in due parti, ognuna delle quali prende il nome di segmento sferico.

La parte di sfera compresa tra due piani secanti paralleli si chiama segmento sferico a due basi.

La parte di sfera compresa tra due semipiani uscenti dallo stesso diametro si chiama spicchio sferico.

·         Ed infine impariamo il nome delle parti che si ottengono secando una superficie sferica con uno o più piani.
Un piano secante divide la superficie sferica in due parti, ognuna delle quali prende il nome di calotta sferica.

La parte di superficie sferica compresa tra due piani secanti paralleli si chiama zona sferica.


La parte di superficie sferica compresa tra due semipiani uscenti dallo stesso diametro si chiama fuso sferico.

ESERCIZI
  •          Una sfera di centro C ha il raggio lungo 6 cm, mentre la distanza di C da un piano α è di 9 cm. Sono tangenti, esterni o secanti?
  •          Una sfera di centro C ha il raggio lungo 8 cm, mentre la distanza di C da un piano α è di 6 cm. Sono tangenti, esterni o secanti?
  •          Una sfera ha il raggio di 30 cm ed è secata da un piano; la sezione che si ottiene è un cerchio con l’area di 324 π cm2. Calcola la distanza del piano dal centro della sfera.


  •          Una sfera è secata da un piano distante 21 cm dal suo centro; la sezione che si ottiene è un cerchio con la circonferenza di 56 π cm. Calcola la misura del raggio della sfera.



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Superficie e volume del tronco di cono

Consideriamo un cono tagliato con un piano parallelo al piano della base: si ottengono due solidi, un cono ed un tronco di cono.
Possiamo definire il tronco di cono come il solido che si ottiene dalla rotazione completa di un trapezio rettangolo attorno al lato perpendicolare alle basi.
Il lato attorno a cui ruota il trapezio è l’asse di rotazione e l’altezza del tronco di cono, il lato obliquo è la generatrice e viene detto apotema del tronco di cono, le due basi del trapezio sono i raggi  della base maggiore e della base minore del tronco di cono.

Superficie laterale

La superficie laterale del tronco di cono è una parte di corona circolare equivalente alla superficie di un trapezio che ha come basi le due circonferenze di base del tronco e come altezza l’apotema del tronco.
Possiamo dunque affermare che la superficie laterale di un tronco di cono si calcola sommando le due circonferenze di base e moltiplicando il totale ottenuto per la misura dell’apotema e dividendo il prodotto per due.

Sl = (C + C’)  . a)/2
Dalla formula diretta possiamo ricavare le formule inverse:

C + C’ =  Sl .2 /a       a = Sl .2 /C + C’  

Superficie totale
L’area della superficie totale di un tronco di cono si otterrà sommando l’area delle due basi all’area della superficie laterale.
St = Sl + Ab + Ab’
Dalla formula diretta possiamo ricavare le formule inverse:

Sl = St – (Ab + Ab’)                    (Ab + Ab’ ) = St – Sl

Volume
Per calcolare il volume occorre sapere che un tronco di cono è equivalente ad un tronco di piramide con basi equivalenti ed altezze congruenti: di conseguenza il volume del cono si può calcolare usando la formula del tronco di piramide.
Siccome Ab= πr21 e Ab’= πr22

ESERCIZI
·         Un tronco di cono ha i raggi lunghi rispettivamente 20 cm e 10 cm e l’altezza lunga 24 cm. Calcola l’area della superficie laterale.

·         Un tronco di cono ha i due raggi lunghi rispettivamente 22 cm e 16 cm. Sapendo che l’area della superficie totale è 1348 π cm2, calcola la misura dell’apotema.

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Superficie e volume del cono

Possiamo ottenere il cono dalla rotazione di 360° di un triangolo rettangolo attorno ad un suo cateto.
Possiamo quindi definire il cono come il solido che si ottiene dalla rotazione completa di un triangolo rettangolo attorno ad un suo cateto.
Il lato attorno a cui ruota il triangolo è l’asse di rotazione e l’altezza del cono, l’ipotenusa è la generatrice e viene detta apotema del cono, l’altro cateto è il raggio del cerchio di base del cono.
Se l’apotema del cono è congruente al diametro della base e quindi alla lunghezza di due raggi, il cono si dice equilatero.

Superficie laterale


La superficie laterale del cono equivale alla superficie di un settore circolare il cui raggio è congruente all’apotema mentre il suo arco è congruente alla circonferenza di base del cono.
Ora, noi sappiamo (mi riferisco al post http://matemedie.blogspot.it/2014/12/area-del-cerchio-e-delle-sue-parti.html)  che l’area di un settore circolare  si può calcolare moltiplicando la lunghezza del suo arco per la lunghezza del raggio e dividendo per due.
Possiamo dunque affermare che la superficie laterale di un cono si calcola moltiplicando la lunghezza della circonferenza di base per la misura dell’apotema e dividendo il prodotto per due.

Sl = (C  . a)/2 oppure Sl = πra
Dalla formula diretta possiamo ricavare le formule inverse:

C = Sl .2 /a       a = Sl .2 /C  oppure a = Sl / πr         r =  Sl / πa

Superficie totale
L’area della superficie totale di un cono si otterrà sommando l’area di base all’area della superficie laterale.
St = Sl + Ab
Dalla formula diretta possiamo ricavare le formule inverse:

Sl = St - Ab                    Ab = St – Sl

Volume
Per calcolare il volume occorre sapere che un cono è equivalente al terzo di un cilindro con base equivalente ed altezza congruente: di conseguenza il volume del cono si può calcolare usando la formula del cilindro e dividendo per 3.
Possiamo dunque stabilire che il volume di un cono di calcolerà moltiplicando l’area di base per la misura dell’altezza e dividendo per 3.
V = (Ab . h)/ 3 oppure V = πr2h/3
Dalla formula diretta possiamo ricavare le formule inverse:

Ab = V  . 3 /h                  h = V  . 3 / Ab oppure V  . 3 / πr2



ESERCIZI

  • Un cono ha la circonferenza di base lunga 113,04 cm e l’area della superficie totale di 2712,96 cm2. Calcola la lunghezza dell’apotema e dell’altezza. (approssima π a 3,14)

  • In un cono l’apotema misura 50 cm e l’area di base è 1600π cm2. Calcola l’area della superficie totale e il volume del cono.
  • Un solido è formato da un cilindro sormontato da un cono che ha come base la base del cilindro. L’area della superficie del solido è di 1140π m2. Sappiamo che il raggio di base è lungo 10 m e che l’area della superficie laterale del cilindro  è tripla di quella laterale del cono. Calcola il volume del solido.
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Superficie e volume del cilindro

Ricordate che possiamo ottenere alcuni solidi a superficie curva attraverso la rotazione di una figura piana attorno ad un suo lato?

Ad esempio possiamo ottenere il cilindro dalla rotazione di 360° di un rettangolo attorno ad un suo lato.

Possiamo quindi definire il cilindro come il solido che si ottiene dalla rotazione completa di un rettangolo attorno ad un suo lato. Il lato attorno a cui ruota il rettangolo è l’asse di rotazione e l’altezza del cilindro, il lato parallelo è la generatrice mentre gli altri due lati del rettangolo sono i raggi dei due cerchi di base del cilindro.

Se l’altezza del cilindro è congruente al diametro della base e quindi alla lunghezza di due raggi, il cilindro si dice equilatero.

Superficie laterale

Consideriamo lo sviluppo di un cilindro.
Notiamo che la superficie laterale equivale alla superficie di un rettangolo avente come base la circonferenza del cilindro rettificata e per altezza la stessa altezza del cilindro.
Possiamo dunque affermare che la superficie laterale di un cilindro si calcola moltiplicando la lunghezza della circonferenza di base per la misura dell’altezza.

Sl = C  . h
Dalla formula diretta possiamo ricavare le formule inverse:

C = Sl /h       h = Sl /C       
Superficie totale
E’ evidente che l’area della superficie totale si otterrà sommando l’area delle due basi all’area della superficie laterale.
St = Sl + 2Ab
Dalla formula diretta possiamo ricavare le formule inverse:

Sl = St - 2Ab                    Ab = (St – Sl)/2
Volume
Per calcolare il volume occorre sapere che un cilindro è equivalente ad un prisma con base equivalente ed altezza congruente: di conseguenza il volume del cilindro si può calcolare usando la stessa formula del prisma.
Possiamo dunque stabilire che il volume di un cilindro di calcolerà moltiplicando l’area di base per la misura dell’altezza.
V = (Ab . h)
Dalla formula diretta possiamo ricavare le formule inverse:

Ab = V /h                  h = V / Ab

ESERCIZI
·         L’altezza ed il diametro di base di un cilindro misurano rispettivamente 15 cm e 12 cm. Calcola l’area della superficie laterale, totale ed il volume del solido.
·         Un cilindro ha il raggio di 6 cm e l’altezza i 5/2 del raggio. Calcola l’area della superficie laterale ed il volume del cilindro.
·         Un cilindro ha il volume di 972 π cm3 mentre l’altezza è lunga 12 cm. Calcola l’area della superficie totale.
·         Un cilindro si ottiene dalla rotazione completa di un rettangolo attorno al suo lato maggiore. Sapendo che una dimensione è i 5/3 dell’altra e che il perimetro del rettangolo è di 64 cm, calcola l’area della superficie totale ed il volume del cilindro.
·         Un pozzo cilindrico ha l’area della superficie laterale interna di 170,816 m2 e una profondità di 8 m. L’acqua in esso contenuta raggiunge un livello di 5 m dal fondo. Calcola quanti litri d’acqua contiene il pozzo. (approssima π a 3,14)
·         Un solido è composto da un cubo sormontato da un cilindro la cui base è inscritta nella faccia superiore del cubo. Il volume del solido è 763,2 cm3 mentre lo spigolo del cubo misura 8 cm. Calcola la misura dell’altezza del cilindro e l’area della superficie del solido. (approssima π a 3,14)


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Prova Invalsi di matematica 2015 - classe terza

Metto a disposizione di tutti i fruitori del blog un test da svolgere on line contenente tutte le domande della prova Invalsi di matematica assegnata nel 2015 all'esame di Stato: il test può essere eseguito direttamente sul blog.
La prova può essere svolta individualmente o collettivamente se si ha la possibilità di usare un'aula di informatica. Può essere svolta anche con la Lim.
Sono presenti gli stessi items della prova nazionale, ad eccezione di alcune richieste di giustificazione delle risposte date, in quanto il software non è in grado di valutarle.
Al termine della prova ogni studente riceverà una valutazione e si potranno esaminare tutte le risposte fornite ed analizzare quindi eventuali errori.

Stampare la prova Invalsi di matematica a. s. 2014/15

Propongo due documenti in pdf ed in word che ricalcano la prova Invalsi assegnata alle classi terze nell'a.s. 2014/2015. Qual è il vantaggio di scaricarlo e stamparlo?
- Contiene 28 esercizi, uguali alla prova Invalsi dello scorso anno: gli alunni potranno così esercitarsi testando se riescono ad eseguire il lavoro nel tempo assegnato.
- Ho concentrato gli esercizi e curato l'impaginazione per cui occorre solamente stampare 8 pagine per ogni alunno, invece delle 22 contenute nella prova Invalsi.
Non resta allora che stampare, fotocopiare ed analizzare i risultati ottenuti.
Fai clic sul link per stampare la simulazione in pdf (che puoi vedere in anteprima qui sotto) o, per chi preferisce, in word.

Commenti (da Net Parade e da Facebook)

bravi!!!!

Molto utile! Grazie
ottimo insegnante ottimo lavoro complimenti

Un sito chiaro che spiega la matematica come si farebbe ai bambini (la semplicità è sempre efficace per fare apprendere concetti che sembrano astratti anche agli adulti). Il m.c.m. spiegato in quel modo è di una semplicità sconcertante e di immediata comprensione. BRAVI!!!

Non sono una docente di matematica, insegno sostegno nella s.sec.di 1° e questo sito è "oro" per chi fa il nostro lavoro. Grazie!:)

Una presentazione chiara ed efficace che può aiutare alunni e docenti. Bravi!
Luisa

Sono un alunno delle medie e vengo spesso a visitare questo sito per ripassare ed esercitarmi.
Luigi

Blog ad uso non solo degli studenti con spegazioni chiare ed efficaci ma anche per i docenti con tanti utilissimi spunti. L'ho condiviso sulla mia pagina e su Google+.
Sonia

Ottimo sito aiuta molto gli studenti.
Luigi

Siete un valido aiuto per i genitori che aiutano i figli e, purtroppo devono sostituire la spiegazione inesistente di qualche insegnante di matematica svogliato. Grazie.

Utile e chiaro. Complimenti!

Ottimo e utilissimo sito.

E' stato il primo sito chiaro e immediatamente utile.
DOPO ANNI DI SCUOLA FINALMENTE HO CAPITO IL SENSO DI:M.C.M. e m.c.m. !! Vi ho conosciuto oggi e siete diventati i miei migliori amici... Grazie per il Vostro impegno e competenza. Essere chiari e semplici non è da tutti, ciao da Luca