1 b a. f(x) dx. Osservazione 1.2. Se indichiamo con µ il valore medio di f su [a, b], abbiamo che. f(x) dx = µ(b a) =



Documenti analoghi
Corso di Analisi Matematica Calcolo integrale per funzioni di una variabile

Integrale di Riemann

si definisce Funzione Integrale; si chiama funzione integrale in quanto il suo * x

5.4 Il teorema fondamentale del calcolo integrale

Integrali de niti. Il problema del calcolo di aree ci porterà alla de nizione di integrale de nito.

Integrali su intervalli illimitati Criteri di convergenza 1 Integrali di funzioni non limitate Criteri di convergenza 2 Altri integrali impropri

Calcolare l area di una regione piana

" Osservazione. 6.1 Integrale indefinito. R Definizione (Primitiva) E Esempio 6.1 CAPITOLO 6

INTEGRALI IMPROPRI. f(x) dx. e la funzione f(x) si dice integrabile in senso improprio su (a, b]. Se tale limite esiste ma

Teorema fondamentale del calcolo integrale

ANALISI REALE E COMPLESSA a.a

Corso di Laurea in Ingegneria Civile ed Ambientale Prima prova scritta di Analisi Matematica 1 del 10/01/2011 A

CALCOLARE L AREA DI UNA REGIONE PIANA

Integrali. Il concetto di integrale nasce per risolvere due classi di problemi:

L integrale di Riemann

Il lemma di ricoprimento di Vitali

Integrali. Il concetto di integrale nasce per risolvere due classi di problemi:

1 Integrale delle funzioni a scala

Nome.Cognome classe 5D 18 Marzo Verifica di matematica

Appunti di calcolo integrale

Integrazione definita

Capitolo 5. Integrali. 5.1 Integrali di funzioni a gradinata

Alcune note introduttive alle serie di Fourier.

Matematica I, Funzione integrale

Siano α(x), β(x) due funzioni continue in un intervallo [a, b] IR tali che. α(x) β(x).

Capitolo 6. Integrali di funzioni di una variabile

Corso di Analisi Matematica. Calcolo integrale

(somma inferiore n esima), (somma superiore n esima).

22. Calcolo integrale: esercizi

Integrali dipendenti da un parametro e derivazione sotto il segno di integrale.

Analisi Matematica per Bio-Informatici Esercitazione 13 a.a

ANALISI 1 1 DICIOTTESIMA - DICIANNOVESIMA LEZIONE Integrale secondo Riemann

Integrale definito (p.204)

Integrale e Primitiva

b a 2. Il candidato spieghi, avvalendosi di un esempio, il teorema del valor medio.

Il metodo di esaustione

Integrale definito (p.204)

f(x) f(x 0 ) lim (x) := f(x) f(x 0)

Introduzione al calcolo integrale

Tutorato di analisi 1

Matematica A, Area dell Informazione. Complementi al testo

Integrale: Somma totale di parti infinitesimali

Definizione (primitiva, integrale indefinito). Data una funzione f diremo che una funzione F è una primitiva di f se

Integrali impropri di funzioni di una variabile

S D f = M k (f)(x k x k 1 ). k=1. Dalla definizione discende immediatamente che SD f S D f per ogni

Appunti ad uso degli studenti del Corso di Matematica per CTF

Analisi Matematica 1 Venticinquesima lezione[1cm]integrale di Riemann 5 marzo (cont.) / 20

FUNZIONI CONTINUE A TRATTI E LORO INTEGRALI

Appunti di Analisi Matematica 1

Il problema delle aree. Metodo di esaustione.

Calcolo Integrale. Avviso. Integrazione analitica. Proprietà dell integrale

IL CONTRIBUTO DEI GRECI. A = b. h. Parallelogramma h. h b

Integrazione per parti. II

Elenco dei teoremi dimostrati a lezione

1 Il problema del calcolo dell area di una regione piana limitata

Capitolo IV Cenni di calcolo integrale

Integrali in senso generalizzato

INTEGRALI INDEFINITI

Integrale Improprio. f(x) dx =: Osserviamo che questa definizione ha senso dal momento che per ogni y è ben definito l integrale b

Analisi Matematica 1, Informatica Università di Cagliari, 2006/2007 Esercizi e domande relativi al secondo parziale.

Anno 5. Applicazione del calcolo degli integrali definiti

Capitolo 2. Il problema del calcolo delle aree

Università degli Studi di Palermo Facoltà di Economia. Dipartimento di Scienze Economiche, Aziendali e Statistiche. Appunti del corso di Matematica

1 Integrali generalizzati su intervalli illimitati

Funzioni integrabili

SOLUZIONE PROBLEMA 1. Punto 1 Osserviamo anzitutto che la funzione

Lezione 4: Introduzione al calcolo integrale

26/03/2012. Integrale Definito. Calcolo delle Aree. Appunti di analisi matematica: Il concetto d integrale nasce per risolvere due classi di problemi:

DEFINIZIONI E TEOREMI

7. Derivate Definizione 1

AUTOVALORI ED AUTOVETTORI. Sia V uno spazio vettoriale di dimensione finita n.

Integrali impropri in R

INTEGRALI INDEFINITI

Verica di Matematica su Integrale Denito, Integrazione Numerica e calcolo di aree [1]

CORSO DI CALCOLO E BIOSTATISTICA. A.A APPUNTI SUGLI INTEGRALI

Integrali. all integrale definito all integrale indefinito. Integrali: riepilogo

Esercizi sulle serie di Fourier

Integrali definiti (nel senso di Riemann)

Analisi Corso di Laurea in Fisica e Astrofisica. Registro didattico A.A

L integrale di Mengoli Cauchy e il teorema fondamentale del calcolo integrale

Integrali in senso generalizzato

FUNZIONI IPERBOLICHE

Integrali impropri. Vogliamo definire e calcolare f (x)dx quando. I y. f (x)

Politecnico di Milano Corso di Analisi e Geometria 1. Federico Lastaria

Lezione 16 Derivate ed Integrali

Integrale Definito. Appunti di analisi matematica: Il concetto d integrale nasce per risolvere due classi di problemi: Integrale Definito

13 - Integrali Impropri

INTEGRALI IMPROPRI. c Paola Gervasio - Analisi Matematica 1 - A.A. 16/17 Integrali impropri cap10.pdf 1

Risolvere gli esercizi proposti e rispondere a 4 quesiti scelti all interno del questionario. sin = x

Area di una superficie piana o gobba 1. Area di una superficie piana. f x dx 0 e quindi :

11. I teoremi del calcolo differenziale, I

Area del Trapezoide. f(x) A f(a) f(b) f(x)

Il volume del cilindro è dato dal prodotto della superficie di base per l altezza, quindi

PROGRAMMA di MATEMATICA. I Modulo - Introduzione alla Matematica (E.Bernardi)

Osserviamo che per trovare le costanti A e B possiamo anche ragionare così: se moltiplichiamo l equazione x + 1 (x + 2)(x + 3) = A.

CALCOLO NUMERICO. Francesca Mazzia. Integrazione. Dipartimento Interuniversitario di Matematica. Università di Bari

CALCOLO NUMERICO. Francesca Mazzia. a.a. 2008/2009. Integrazione. Dipartimento Interuniversitario di Matematica. Università di Bari

Appunti sull integrale di Riemann. Roberto Monti. 11 Gennaio Versione riveduta

Politecnico di Milano Corso di Analisi e Geometria 1. Federico Lastaria

INTEGRALI IMPROPRI. c Paola Gervasio - Analisi Matematica 1 - A.A. 17/18 Integrali impropri cap10.pdf 1

Transcript:

Note ed esercizi di Anlisi Mtemtic - (Fosci) Ingegneri dell Informzione - 28-29. Lezione del 7 novembre 28. Questi esercizi sono reperibili dll pgin web del corso ttp://utenti.unife.it/dmino.fosci/didttic/mii89.tml (versione ggiornt il 29 gennio 29) Integrli definiti. Vlor medio integrle Definizione.. Si f: [, b] R un funzione integrbile secondo Riemnn sull intervllo [, b]. L quntità b si dice vlore medio integrle di f su [, b]. f(x) dx Osservzione.2. Se indicimo con µ il vlore medio di f su [, b], bbimo ce f(x) dx = µ(b ) = µ dx. Tle formul ci dice ce l integrle di f su [, b] coincide con l integrle dell funzione costnte g(x) := µ sempre su [, b]. Inoltre bbimo ce ( ) b f(x) µ dx = f(x) dx µ(b ) =. Geometricmente, questo ci dice ce sull intervllo [, b] l re dell porzione di pino ce st sopr l rett y = µ e sotto l curv del grfico y = f(x) è ugule ll re dell porzione di pino ce st sotto l rett y = µ e sopr l curv del grfico y = f(x). f(x) µ

Esercizio.3. Determin il vlore medio delle seguenti funzioni sugli intervlli indicti: f(x) = x, [, 2]; f(x) = x, [ 2, 2]; f(x) = (x) +, [, 2]; f(x) = (x) +, [ 2, 2]; f(x) = x, [, 3]; f(x) = x, [ 2, 2]; f(x) = x 2, [, 2]; f(x) = x 2, [ 2, 2]; f(x) = x x, [, 3]; f(x) = x x, [ 2, 2]. Teorem.4 (Teorem del vlor medio integrle). Se f: [, b] R è un funzione continu llor esiste (lmeno) un punto c [, b] in corrispondenz del qule l funzione ssume il suo vlor medio, ovvero f(c) = b f(x) dx. Dimostrzione. Sino m := min [,b] f e M := mx [,b] f il minimo e il mssimo dei vlori ce f ssume. (L esistenz del minimo e del mssimo è ssicurt dl teorem Weierstrss, essendo f continu.) Si inoltre µ := b b f(x) dx il vlor medio di f su [, b]. Integrndo le relzioni m f(x) M, x [, b], per l proprietà di monotoni dell integrle di Riemnn, segue ce m(b ) = m dx f(x) dx M dx = M(b ). Dividendo per b, ottenimo ce m µ M. Dunque il vlor medio è compreso tr il minimo e il mssimo dei vlori dell funzione. Per il teorem dei vlori intermedi per funzioni continue ne segue ce f ssume in qulce punto il vlore µ, ovvero esiste un punto c [, b] tle f(c) = µ. Osservzione.5. Se rimuovimo l ipotesi di continuità le conclusioni del teorem non sono più vlide. Si consideri d esempio l funzione discontinu f(x) := sgn(x) sull intervllo I := [, 2]. 2

Il vlore medio vle µ = 2 ( ) sgn(x) dx = ( ( ) dx + 3 ce è un vlore ce l funzione non ssume mi..2 Teorem fondmentle del clcolo ) dx = 3 ( + 2) = 3, Definizione.6. Si I un intervllo di R e si f: I R un funzione integrbile secondo Riemnn su ogni intervllo ciuso e limitto contenuto in I, si inoltre I. Cimimo funzione integrle di f di punto bse l funzione F : I R definit d F (x) := f(t) dt. L prim prte del teorem fondmentle del clcolo ci dice ce le funzioni integrli di funzioni continue sono primitive. Ovvero, trmite le funzioni integrli si possono costruire delle primitive. Teorem.7 (Teorem fondmentle del clcolo, prte A). Si I un intervllo di R e si f: I R un funzione continu, si inoltre I. Allor l funzione integrle F (x) := f(t) dt è un primitiv di f su I, ovvero F è derivbile e F (x) = f(x) per ogni punto x I. Dimostrzione. Per provre ce F è derivbile in un punto x I, clcolimo il rpporto F (x+) F (x) incrementle, qundo x+ I, e mostrimo ce esso come limite f(x) per. Per definizione di F, e per l proprietà di ddittività dell integrle di Riemnn, bbimo ce F (x + ) F (x) = ( + f(t) dt ) f(t) dt = + x f(t) dt. Osservimo ce l quntità destr non è ltro ce il vlore medio di f sull intervllo di estremi x e x +. Per ogni tle ce x + I, siccome f è continu, possimo 3

pplicre il teorem del vlor medio integrle, teorem.4, ce ci ssicur l esistenz di un punto c, compreso tr x ed x +, tle ce f(c ) coincid con il vlor medio di f sull intervllo di estremi x e x +. + x f(t) dt = f(c ). Inoltre bbimo ce lim c = x, essendo c compreso tr x ed x +. Dunque, utilizzndo ncor il ftto ce f è continu, per le proprietà dei limiti di funzioni composte ottenimo ce F (x + ) F (x) ( ) lim = lim f(c ) = f lim c = f(x). Questo prov ce F è derivbile in x e ce F (x) = f(x), ovvero F è primitiv di f. Esercizio.8. Determin le derivte delle seguenti funzioni: B(x) := D(x) := F (x) := H(x) := 2 x 3 (t 3 t 5 ) dt; C(x) := e t2 dt; e t2 dt; E(x) := x G(x) := x x 2 cos(t 4 ) dt; I(x) := 2 (t 3 t 5 ) dt; x cos(x) sin(x) (3 + 4t 5 ) dt; (3 + 4t 5 ) dt; dt + t 2. Esercizio.9. Spieg percé il seguente clcolo è sbglito: 2 [ dx x 4 = ] 2 3x 3 = 2 3 2 3 + 3 ( 2) 3 = 2. L second prte del teorem fondmentle del clcolo ci dice ce trmite le primitive possimo clcolre gli integrli definiti di funzioni continue. Teorem. (Teorem fondmentle del clcolo, prte B). Si f: [, b] R un funzione continu e si F : [, b] R un su primitiv. Allor si ce f(x) dx = F (b) F (). 4

Dimostrzione. Considerimo l funzione integrle G(x) := f(t) dt. In prticolre bbimo G() = f(t) dt =, G(b) = f(x) dx. Siccome f è continu, come conseguenz dell prim prte del teorem fondmentle del clcolo, teorem.7, sppimo ce nce G è primitiv di f. Sppimo ce due primitive di un stess funzione su uno stesso intervllo differiscono per un costnte; dunque esisterà k inr tle ce F (x) = G(x) + k. Ne segue ce F (b) F () = ( G(b) + k ) ( G() + k ) = G(b) G() = f(x) dx = f(x) dx..3 Clcolo di integrli definiti Esercizio.. Clcol il vlore dei seguenti integrli definiti: 4 3 3 sgn(x) dx, ( x + x + x + 2 ) dx, x sgn(x 2) dx. Esercizio.2. Servendoti dell regol di integrzione per prti clcol i seguenti integrli definiti π e e x cos(2x) dx, e log(x) x dx, ( ) 3 log(x) dx, rccos(x) dx. Esercizio.3. Clcol il vlore dei seguenti integrli definiti utilizzndo per i clcoli 5

le sostituzioni suggerite: 9 x x 2 dx, x 2 = t, dx e x + e x, x 3 8 + x dx, 4 x2 dx, 4 + x2 dx, x = log(t), 3 8 + x = t, x = 2 sin(t), x = 2 sin(t). Esercizio.4. Clcol, pplicndo il metodo di sostituzione i seguenti integrli: 4 / 2 (x + 2) sin(x 2 + 4x π) dx, x rcsin(x 2 ) x 4 dx, 2 x tn(2 x ) dx. Esercizio.5. Clcol il vlore medio delle seguenti funzioni sugli intervlli indicti: f(x) := rccos(x), I := [, ]; f(x) := 9 x 2, I := [, 3]; f(x) := cos(x) dx, I := [ π, π]. Esercizio.6. Determin due costnti k ed u, con u compres tr e, in modo ce per ogni polinomio cubico p(x) = x 3 + bx 2 + cx + d si bbi p(x) dx = k ( p( u) + p(u) ). 6