8La 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).

 

 

 

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!!!