8. La formula fondamentale per il calcolo di un integrale definito
Una volta acquisito il Teorema Fondamentale, dovendo calcolare , è lecito procedere come segue.
Il nostro obiettivo è di scrivere l’espressione della funzione integrale ,
della quale ci interesserà poi calcolare il valore .
Poiché il Teorema ci assicura che , ricaveremo dunque l’espressione analitica della determinando l’ “antiderivata” (o “primitiva”) della , con la tecnica di “antiderivazione” opportuna.
Tuttavia, sappiamo che tale primitiva è individuata a meno di una costante additiva .
Supponiamo ora di aver trovato una qualsiasi fra le infinite primitive della . Sia tale primitiva.
non è, a meno di un colpo di fortuna, proprio la funzione integrale che ci interessa;
tuttavia, differisce da per una costante additiva e si ha dunque
Adesso abbiamo due possibilità:
q Possiamo determinare il valore della costante , mediante la condizione . Avremo:
da cui e quindi .
E a questo punto, concluderemo scrivendo:
q Oppure possiamo ricordare a memoria il risultato definitivo
e imboccare quindi una “scorciatoia”: evitiamo di ricavare esplicitamente la funzione integrale ,
perché in fondo ci basta quella primitiva che avevamo trovato “antiderivando” la prendiamo dunque la nostra brava primitiva e calcoliamo la differenza fra i valori che essa assume in b e in a rispettivamente.
Di solito la procedura si espone con una simbologia speciale, molto efficace. Si scrive:
.
Il simbolo è semplicemente un comodo “pro memoria”. Serve, molto banalmente, per “inscatolare” la in modo da averla lì bella comoda, e contemporaneamente indicare che di questa funzione si dovranno calcolare i valori in b e in a, per farne la differenza.
E’ più conveniente procedere attraverso la “scorciatoia” (quindi, con il secondo dei due metodi).
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Avrai notato che il calcolo di un’”area sotto la curva”, di un “integrale definito”, presuppone comunque a un certo punto di aprire una “finestra” a se stante, per la determinazione di una primitiva della funzione integranda . Vale a dire, il calcolo di un integrale definito comporta il calcolo di un integrale indefinito. Si determina e poi, visto che si può utilizzare una qualsivoglia primitiva della , si prende quella più “spontanea” (quella con ). · Facciamo un esempio: supponiamo di dover calcolare . 1. Prima determino l’integrale indefinito: (in questo caso è stato facile, non sempre lo è) 2. Prendo una qualunque delle infinite primitive trovate, ad esempio . 3. Scrivo … ed ecco fatto. WOW!!!
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