Osnovni izrek infinitezimalnega računa: Razlika med redakcijama

Izbrisana vsebina Dodana vsebina
Xqbot (pogovor | prispevki)
m dp/slog
Vrstica 1:
'''Osnovni izrek infinitezimalnega računa''' (tudi '''Osnovniosnovni izrek matematične analize''') podaja povezavo med [[odvod]]om, [[nedoločeni integral|nedoločenim inegralomintegralom]] in [[določeni integral|določenim integralom]].
 
Prvi delni [[matematični dokaz|dokaz]] tega izreka je objavil [[James Gregory]] (1638-1675), dopolnjeno verzijorazličico dokaza pa je sestavil [[Isaac Barrow]] (1630-1677). Širšo teorijo infinitezimalnega računa sta sestavila istočasno in neodvisno endrug od drugega [[Isaac Newton]] (1643–1727) in [[Gottfried Wilhelm Leibniz]] (1646–1716).
 
== Intuitivno ozadje ==
 
Eden od glavnih problemov integralskega računa je seštevanje [[infinitezimala|infinitezimalno]] majhnih količin.
 
Za zgled si poglejmo preprost fizikalni[[fizika]]lni problem: [[telo (fizika)|telo]], ki se neenakomerno [[gibanje|giblje]]. V infinitezimalno majhnem času d''dtt'' opravi infinitezimalno majhno pot d''dss''. Razmerje med d''dss'' in d''dtt'' je fizikalno gledano enako [[hitrost]]i v določenem trenutku:
 
: <math> \frac{ds\mathrm{d}s}{dt\mathrm{d}t}=v(t) \!\, . </math>
 
Matematično gledano pa je to [[odvod]] poti ''s'' kot [[funkcija|funkcije]] časa (zapis d''dss''/d''dtt'' je Leibnizev način za zapis odvoda funkcije ''s'' po spremenljivki ''t''). Če [[enačba|enačbo]] preuredimo, dobimo:
 
: <math>ds \mathrm{d}s=v(t)\,dt\mathrm{d}t \!\, . </math>
 
Zdaj se vprašajmo, kolikšna je celotna pot, ki jo opravi telo. Celotna pot ''s'' je seštevek vseh delnih poti d''dss''. Ta seštevek označimo z integralskim znakom, ki izhaja iz velike črke S (S kot suma, seštevek). Če seštevamo delne poti d''dss'' seveda dobimo isto, kot če seštevamo ustrezne izraze ''v(t)''&nbsp;dtd''t'':
 
: <math> s=\int ds\mathrm{d}s = \int v(t)\,dt\mathrm{d}t \!\, . </math>
 
To pomeni, da je rezultat integrala funkcija ''s'', katere odvod je funkcija ''v(t)''.
 
== Matematična formulacija ==
 
Osnovni izrek infinitezimalnega računa po navadi formuliramo v dveh korakih
 
=== Prvi korak ===
 
Naj bo realna funkcija ''f'' na [[interval]]u [''a,b''] zvezna. Definirajmo novo funkcijo ''F'' s formulo:
 
: <math> F(x) = \int_a^x f(t)\,dt\mathrm{d}t \!\, . </math>
 
Izkaže se, da je funkcija ''F'' na [''a,b''] odvedljiva in njen odvod je enak funkciji ''f'':
:<math>F'(x) = f(x)\,</math>
 
: <math> F'(x) = f(x)\!\, . </math>

Torej: če določeni integral <math>\int_a^x f(t)\,dt\mathrm{d}t</math> odvajamo glede na zgornjo mejo, dobimo kot rezultat ''f''. To pomeni, da sta odvod in integral med seboj nasprotni operaciji.
 
=== Drugi korak ===
 
Naj bo realna funkcija ''f'' na intervalu [''a,b''] zvezna. Z nedoločenim integralom dobimo [[primitivna funkcija|primitivno funkcijo]] in jo označimo ''F'':
 
: <math> F(x)=\int f(x)\,dx\mathrm{d}x\!\, , </math> oziroma <math>F'(x)=f(x)\!\, . </math>
 
Potem za določeni integral velja:
 
: <math> \int_a^b f(x)\,dx\mathrm{d}x=F(b)-F(a) \!\, . </math>
 
To zvezo imenujemo '''Newton-Leibnizeva formula'''.
 
== Zgled ==
[[Slika:Opp sin.gif|thumb|right|200px|Zgled]]
 
Recimo, da želimo izračunati [[ploščina|ploščino]] lika, ki ga omejujeta [[abscisna os]] in [[graf funkcije]] ''f(x)'' = sin&nbsp;''x'' med dvema zaporednima [[ničla funkcije|ničlama]] (glej sliko).
 
Ploščina je enaka določenemu integralu funkcije ''f(x)'' = sin&nbsp;''x'' na intervalu [0,''π'']. Določeni integral izračunamo tako, da najprej s pomočjo nedoločenega integrala izračunamo primitivno funkcijo ''F(x)'' = −cos&nbsp;''x''&nbsp;+&nbsp;''C'' in potem uporabimo Newton-Leibnizevo formulo ''F(b)&nbsp;−&nbsp;F(a)'' (pri tem se člen ''C'' uniči, zato ga po navadi sploh ne zapišemo):
 
: <math> p=\int_0^\pi \sin x\,dx\mathrm{d}x=\left.-\cos x\right|_0^\pi=-\cos\pi+-(-\cos 0)=2 \!\, . </math>
 
Torej je ploščina osenčenega lika enaka 2.
 
== Glej tudi ==
 
* [[odvod]]
* [[integral]]
Vrstica 54 ⟶ 68:
[[Kategorija:Matematični izreki]]
[[Kategorija:Isaac Newton]]
 
 
[[ar:المبرهنة الأساسية للتفاضل والتكامل]]