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AI, matematica, insegnamento, e quelle cose lì

  Sono momenti di grande fermento, nella comunità matematica. L'annuncio che un'AI (Artificial Intelligence) avrebbe risolto un importante problema matematico relativo alle equazioni di Navier-Stokes ha scatenato fiumi di parole (cit.) e guerre di opinione sulle possibili ricadute di una tale ingerenza artificiale in ambiti tradizionalmente riservati al pensiero umano. Non voglio farla lunga, ci sono dozzine di testi pronti all'uso, per supportare o confutare qualsiasi opinione personale. Mi limito qui ad un modello banalissimo, ma altrettanto concreto: l'insegnamento. Anzi: l'insegnamento che da alcuni anni tengo al primo anno della laurea triennale in matematica. Ho studiato decine di libri, ne ho scritti tre, e umilmente sento di avere ormai una visione abbastanza concreta della materia che insegno. Quest'anno ho voluto fare un esperimento: ho selezionato qualche libro e qualche articolo particolarmente pertinente con il programma del mio corso, ho scelto una...

La derivata, questa sconosciuta

Professore: "Mi definisca la derivata di una funzione."
Studente: "La derivata di una funzione $f$ in un punto $x_0$ è il coefficiente angolare di tale punto."
Professore: "I punti non hanno coefficiente angolare!"
Studente: "Ha ragione. Il coefficiente angolare della retta tangente."
Professore: "E che cosa sarebbe la retta tangente?"
Studente: "Ehmmmm... È quella retta che incontra il grafico una sola volta!"
Professore: "(disegnando una qualunque retta trasversale al grafico della funzione) Quindi questa retta è la retta tangente?"
Studente: "Ovviamente no! (e disegna quella giusta)"
Professore: "Come la mettiamo allora?"
Studente: "(...)"

Questo scambio di opinioni è un tema particolarmente familiare a chiunque insegni calcolo differenziale agli studenti del primo anno. Non ho capito se i colleghi delle scuole superiori si divertano a confondere le idee ai propri allievi (il mio professore, al liceo, insegnava la definizione corretta di derivata, quindi non è obbligatorio insegnare definizioni fantasiose o scorrette), ma è un dato di fatto che la definizione più classica di derivata resta ancora un mistero per troppi studenti.

Definizione. Una funzione $f \colon (a,b) \to \mathbb{R}$ è derivabile in un punto $x_0 \in (a,b)$ se esiste (finito) il limite $$\lim_{h \to 0} \frac{f(x_0+h)-f(x_0)}{h}.$$ Tale limite prende il nome di derivata (prima) di $f$ in $x_0$.

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