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Riflessioni sull'insegnamento

  Corrono tempi alquanto peculiari nell'ambiente universitario. Bisogna premettere, doverosamente, che l'accademia italiana è stata a lungo un territorio vetero-feudale, cioè governato in larga misura dall'operato dei singoli docenti. Per essere concreti, tutti abbiamo sentito parlare dei famigerati professori "che non promuovevano nessuno", o di quelli che "passavano tutti al primo appello." In queso senso, i corsi di laurea avevano una trama comune piuttosto sfilacciata. Oggi tutto sta cambiando, e piuttosto velocemente. Dall'alto (nel senso di: governo, Europa, Mondo, Universo) arrivano pressanti richieste di trasparenza e omogeneità. Se un docente del 1985 poteva permettersi di insegnare praticamente ciò che voleva all'interno dei suoi corsi (con qualche vincolo, ma non troppo stringente), oggi si respira un'aria di regolamentazione sempre più forte. Questa regolamentazione non tocca, almeno in prima battuta, i contenuti degli insegnament...

Incolliamo le derivate?

Uno degli abiti mentali più difficili da estirpare nei giovani studenti universitari è quello della derivabilità per le funzioni definite a tratti. Per esemplificare, immaginiamo che una funzione $f \colon [-1,1] \to \mathbb{R}$ sia definita come segue: $$f(x)=\begin{cases} p(x) &\text{se $-1 \leq x \leq 0$} \\ q(x) &\text{se $0<x \leq 1$},\end{cases}$$ dove $p$ e $q$ sono due funzioni derivabili in $[-1,1]$.

Tutte le matricole si convincono rapidamente che $f$ è continua in $x=0$ se e solo se $p(0)=q(0)$ (o, più propriamente, $p(0)=\lim_{x \to 0-}q(x)$). Quando devono affrontare la derivabilità, iniziano i drammi.

Io non so se sia colpa degli insegnanti delle scuole superiori, oppure se sia una manifestazione di quel principio di semplificazione che spinge taluni a scrivere $(a+b)^2=a^2+b^2$ solo perché la formula corretta è troppo complicata. Fatto si è che prevalgono gli studenti che si affidano a questo ragionamento fallace:

La funzione $f$ è derivabile in $x=0$ se, e solo se, $\lim_{x \to 0-}p'(x)=\lim_{x \to 0+}q'(x)$.

Orbene, sorvolando sul fatto che innanzitutto bisognerebbe accertarsi della continuità di $f$, quella scritta sopra non è una condizione necessaria e sufficiente per la derivabilità in $x=0$. Uno dei limiti delle derivate potrebbe non esistere, ma questo non impedirebbe ad $f$ di essere derivabile.

In questi casi, occorre rifarsi alla definizione di derivata, e verificare che $$\lim_{h \to 0-} \frac{f(h)-f(0)}{h} = \lim_{h \to 0+}  \frac{f(h)-f(0)}{h}$$ siano finiti. Fra l'altro, il calcolo della derivate sinistre e destre non è necessariamente più complesso del calcolo dei limiti delle derivate di $p$ e $q$. 

Chi non fosse convinto, rifletta sulla funzione $f \colon [-1,1] \to \mathbb{R}$ definita dalla formula $$f(x)=\begin{cases} 0 &\text{se $-1 \leq x \leq 0$} \\ x^2 \sin \frac{1}{x} &\text{se $0<x \leq 1$}. \end{cases}$$

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