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Operazioni con numeri binari – corso di recupero classe 1 ITIS Informatica – biennio integrato – lezione 2

Per gli allievi (classe prima) del corso di recupero di informatica.

Nell’ambito delle lezioni del Progetto Biennio Integrato, rivolto agli allievi che frequentano la classe prima e seconda dell’ITIS Pininfarina, indirizzo informatica, rendo disponibile le slide della lezione di recupero in cui sono presenti gli argomenti che verranno trattati a lezione e gli esercizi da svolgere in classe e a casa.

Argomento della lezione:

Operazioni con numeri binari:

  • addizione
  • sottrazione
  • moltiplicazione
  • divisione
  • somme algebriche
  • rappresentazione dei numeri negativi
  • esercizi

Sistemi numerici – corso di recupero classe 1 ITIS Informatica – biennio integrato

Per gli allievi (classe prima) del corso di recupero di informatica.

Nell’ambito delle lezioni del Progetto Biennio Integrato, rivolto agli allievi che frequentano la classe prima e seconda dell’ITIS Pininfarina, indirizzo informatica, rendo disponibile le slide della prossima lezione di recupero in cui sono presenti gli argomenti che verranno trattati a lezione e gli esercizi da svolgere in classe e a casa.

Ricordo che gli argomenti del programma di recupero, concordati con i docenti del consiglio di classe, sono:

  1. sistemi di numerazione e cambiamenti di base;
  2. somme e sottrazioni in binario;
  3. struttura hardware e software del PC;
  4. foglio elettronico.

Al termine di ogni modulo è prevista una prova di valutazione (in presenza oppure on-line).

Corso di elettrotecnica ed elettronica: richiami di Matematica – proporzioni – Lezione 4

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Il rapporto tra

12 e 3 è 12:3 =4

il rapporto tra

8 e 2 è 8:2=4

Poiché i due rapporti sono uguali possiamo scrivere:

12:3 = 8:2

L’ugiaglianza scritta si chiama proporzione e si legge:

12 sta a 3 come 8 sta a 2

Diciamo che:

La proporzione è l’uguaglianza di due rapporti.

In altro modo:

Quattro numeri assegnati in un certo ordine formano una proporzione se il rapporto fra il primo e il secondo è uguale al rapporto fra il terzo ed il quarto.

Ad esempio, i numeri 6, 3, 8 e 4 nell’ordine dato formano una proporzione, perché il rapporto fra il primo e il secondo 6:3=2 è uguale al rapporto fra il terzo e il quarto 8:4. Possiamo quindi scrivere:

6:3 = 8:4

I quattro numeri di una proporzione si chiamano termini della proporzione e precisamente 1°, 2°, 3° e 4° termine a cominciare da sinistra:

  • antecedenti di una proporzione sono il 1° ed il 3° termine;
  • conseguenti di una proporzione sono il 2° ed il 4° termine;
  • estremi di una proporzione sono il 1° ed il 4° termine;
  • medi di una proporzione sono il 2° ed il 3° termine;

Il quarto termine di una proporzione prende il nome di quarto proporzionale dopo gli altri tre nell’ordine.

Ad esempio nella proporzione:

6:3 = 8:4

i numeri 6, 3, 8, 4 sono i termini e precisamente, nell’ordine: il 1°, il 2°, il 3° e il 4° termine.

  • 6 e 8 sono gli antecedenti;
  • 3 e 4 sono i conseguenti
  • 6 e 4 sono gli estremi;
  • 3 e 8 i medi
  • 4 è il 4° proporzionale dopo 6, 3 e 8

Una proporzione si dice continua se ha i medi uguali.

Le seguenti proporzioni sono continue:

12:6=6:3

18:12=12:8

In una proporzione continua il termine medio si dice medio proporzionale fra gli estremi; l’ultimo termine si dice terzo proporzionale dopo i primi due. Nella proporzione

a:b = b:c

b è il medio proporzionale fra a e c; c è il terzo proporzionale dopo a e b.

Proprietà fondamentale delle proporzioni

Data la proporzione

12:6=8:4  (1)

cioè

[pmath size=12]12/6=8/4[/pmath]

riduciamo le due frazioni allo stesso denominatore, assumendo come tale il prodotto 6 x 4 dei loro denominatori. Abbiamo:

[pmath size=12]12*4/6*4 = 8*6/4*6[/pmath] cioè [pmath size=12]12*4/24 = 8*6/24[/pmath]

e poiché due frazioni uguali, aventi uguali denominatori devono avere uguali anche i numeratori, abbiamo dall’ultima uguaglianza:

[pmath size=12]12*4 = 8*6[/pmath] (2)

Si può notare che il primo membro della (2) è il prodotto degli estremi della proporzione (1) e che il secondo membro è il prodotto dei medi. Abbiamo quindi la seguente proprietà, detta anche proprietà fondamentale delle proporzioni:

in ogni proporzione il prodotto dei medi
è uguale al prodotto degli estremi

A titolo di esercizio si considerino le seguenti proporzioni:

[pmath size=12]20:10=6:3[/pmath]
[pmath size=12]20*3=10*6[/pmath]

[pmath size=12]15:10=3:2[/pmath]
[pmath size=12]15*2=10*3[/pmath]

[pmath size=12]a:b=c:d[/pmath]
[pmath size=12]a*d=b*c[/pmath]

La proprietà fondamentale ha la sua inversa:

quattro numeri, dati in un certo ordine, formano una proporzione se il prodotto del primo per il quarto è uguale al prodotto del secondo per il terzo.

Come esempio prendiamo i quattro numeri:

3, 5, 9, 15

poiché abbiamo:

[pmath size=12]3*15=45 e 5*9=45, cioè 3*15=5*9[/pmath]

ne consegue la proporzione:

[pmath size=12]3:5=9:15[/pmath]

Corso di elettrotecnica ed elettronica: richiami di Matematica – divisioni – Lezione 3

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Prendiamo in considerazione un caso particolare di divisione, quello tra un numero qualsiasi e lo 0, ad esempio: 7:0

Precisazione. In matematica la divisione per 0 non esiste, però in questa breve richiamo di matematica si vuole mostrare empiricamente cosa accade quando facciamo tendere ad un numero molto piccolo il divisore, cioè il rapporto aumenta sempre più. lo scopo quindi non è far comprendere il concetto di limite matematico a +infinito o a -infinito, ma più banalmente che dividere successivamente per un numero sempre più piccolo si ha un numero sempre più grande 🙂
Lo scopo è quello di poter fare calcoli mentali e stime su grandezze, capacità che molto spesso manca negli studenti del biennio.

Fatta la precisazione… 🙂

Analizziamo prima la divisione:

7 : 1 = 7

utilizziamo la rappresentazione geometrica per rendere più chiaro il concetto di divisione.

Il primo numero viene chiamato “dividendo”, il secondo numero “divisore”.

Rappresentaimo il dividendo e il divisore con due segmenti aventi lunghezza proporzionale ed osserviamo quante volte il “divisore” è contenuto nel segmento “dividendo”.

Nel caso di 7 : 1 abbiamo qunto rappresentato in figura, dove possiamo vedere che il segmento [pmath size=12]overline{CD}[/pmath] è contenuto 7 volte nel segmento [pmath size=12]overline{AB}[/pmath].

divisione01

[pmath size=12]overline{AB}=7[/pmath]
[pmath size=12]overline{CD}=1[/pmath]

Nel caso in cui il dividendo fosse molto piccolo, prossimo a 0, la divisione sarebbe: 7 : 0 (concedetemelo matematici)

divisione02

[pmath size=12]overline{AB}=7[/pmath]
[pmath size=12]overline{CD}=0[/pmath]

Quando diciamo che il segmento [pmath size=12]overline{CD}[/pmath] è nullo, matematicamente si intende un numero infinitamente piccolo con i due stremi C e D coincidenti, quindi possiamo dire che questo “piccolissimo” segmento è contenuto un numero infinito di volte all’interno del segmento [pmath size=12]overline{AB}[/pmath].

Possiamo allora scrivere:

[pmath size=12]7/(numero piccolissimo) = numero grandissimo[/pmath]

ed in generale possiamo dire che:

[pmath size=12]n/(numero piccolissimo) = numero grandissimo[/pmath]

Per rendere più evidente il concetto di divisione per numero piccolissimo si provi ad esempio a fissare il “dividendo” ed effettuare divisioni successive con il “divisore” che ad ogni  passo si riduce di una determinata quantità. Riprendiamo l’esempio dei segmenti fatto all’inizio  e riduciamo ad ogni passo la lunghezza del segmento [pmath size=12]overline{CD}[/pmath] di un’ordine di grandezza, ponendo il segmento [pmath size=12]overline{AB}=1[/pmath]

[pmath size=12]1 : 0.1 = 1/0.1 = 10[/pmath]

[pmath size=12]1 : 0.01 = 1/0.01 = 100[/pmath]

[pmath size=12]1 : 0.001 = 1/0.001 = 1000[/pmath]

[pmath size=12]1 : 0.0001 = 1/0.0001 = 10000[/pmath]

[pmath size=12]1 : 0.00001 = 1/0.00001 = 100000[/pmath]

[pmath size=12]1 : 0.000001 = 1/0.000001 = 1000000[/pmath]

[pmath size=12]1 : 0.0000001 = 1/0.0000001 = 10000000[/pmath]

[pmath size=12]1 : 0.00000001 = 1/0.00000001 = 100000000[/pmath]

[pmath size=12]1 : 0.000000001 = 1/0.000000001 = 1000000000[/pmath]

procedendo in questo modo, riducendo sempre di più il divisore, il risultato della divisione aumenta sempre più.


Note e ringraziamenti.

  • Sax per la richiesta di precisazione sulla divisione per zero.
  • Gianni per le correzioni sulle divisioni successive, segmento AB non 7 ma 1.

Corso di elettrotecnica ed elettronica: richiami di Matematica – calcoli numerici – Lezione 2

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Nella lezione precedente sono state enunciate le regole di base delle potenze, queste regole trovano applicazione quando è indispensabile effettuare calcoli con numeri decimali oppure con numeri grandi. E’ necessario esprimere i numeri in potenze di 10 eseguendo il calcolo separatamente tra i coefficienti numerici e le potenze stesse:

[pmath size=16]0.0025*2500/0.05[/pmath]

dove

[pmath size=16]0.0025=2.5 * 10^-3[/pmath]

[pmath size=16]2500=2.5 * 10^3[/pmath]

[pmath size=16]0.05=5 * 10^-2[/pmath]

quindi

[pmath size=16]2.5*10^-3*[/pmath][pmath size=16]2.5*10^3/5*10^-2[/pmath]

in altra forma

[pmath size=16]2.5/10^3*[/pmath][pmath size=16]2.5*10^3/5*10^-2[/pmath]

semplificando

calcolo01

da cui:

[pmath size=16]2.5*[/pmath][pmath size=16]0.5/10^-2[/pmath]

[pmath size=16]2.5*0.5*10^2 = 1.25*10^2 = 125[/pmath]

Altro esempio

[pmath size=16]49*10^4*1.4*10^-6*4.9*10^-4/2.8*10^-1=[/pmath]

[pmath size=16]49*1.4*4.9/2.8[/pmath][pmath size=16]*[/pmath][pmath size=16]10^4*10^-6*10^-4/10^-1=[/pmath]

[pmath size=16]120.05*10^-5 = 1.2005*10^-3[/pmath]

Risulta comodo utilizzare le potenze di 10 anche per le equivalenze, ad esempio:

[pmath size=16]5.3 km = 5.3*10^3 m[/pmath]

Infatti per poter passare da km a m è necessario spostare la virgola di 3 posizioni verso destra, che risulta equivalente a moltiplicare per [pmath size=16]10^3[/pmath]

Per esempio:

[pmath size=16]73 cm^2 = 73*10^-4 m^2[/pmath]

Per passare da cm a m è necessario spostare la virgola di 2 posizioni verso sinistra, quindi bisogna moltiplicare per [pmath size=16]10^-2[/pmath], però poiché stiamo operando con grandezze al quadrato è necessario eseguire: [pmath size=16](10^-2)^2=10^-4[/pmath].

Le potenze di 10 possono essere espresse mediante prefissi, di seguito sono riportati quelli più usati in Elettrotecnica ed Elettronica:

prefissio: mega
simbolo: M
potenza: [pmath size=12]10^6[/pmath]

prefissio: chilo
simbolo: k
potenza: [pmath size=12]10^3[/pmath]

prefissio: milli
simbolo: m
potenza: [pmath size=12]10^-3[/pmath]

prefissio: micro
simbolo: [pmath size=12]mu[/pmath]
potenza: [pmath size=12]10^-6[/pmath]

prefissio: nano
simbolo: n
potenza: [pmath size=12]10^-9[/pmath]

prefissio: pico
simbolo: p
potenza: [pmath size=12]10^-12[/pmath]

Per esempio:

[pmath size=12]18000 m = 18*10^3=18Km[/pmath]

[pmath size=12]0.0075 = 7.5*10^-3 m = 7,5mm[/pmath]

[pmath size=12]2700000 W = 2.7*10^6 W = 2.7 MW[/pmath]