In figura è
rappresentata la funzione seno: g=sin. In corrispondenza all'ascissa x=ax
si considera l'ordinata sin x e quindi il punto h=(x, sin x).
Successivamente si conduce dal punto (0, sin x) il segmento verso il punto
(-1,0). Tale segmento ha pendenza pari al valore di sin x. Pertanto una
antiderivata (o, con altro termine più utilizzato: primitiva) della funzione seno deve avere nel punto di ascissa x=ax
pendenza pari a quella del suddetto segmento e quindi, in corrispondenza
ad un incremento molto piccolo dx dell'ascissa riceve un
incremento dell'ordinata pari al cateto verticale del triangolino grigio
in figura (di ipotenusa congiungente a con f ).
Tale avanzamento è pari a (sin x)· dx . Muovendo il punto
c sotto l'asse delle ascisse vedrai visualizzato il rettangolo avente tale
prodotto come area.
Pertanto una funzione approssimante tale primitiva, partendo da un punto
di ascissa e ordinata fissata (a piacere), muovendosi di n passi dx
in orizzontale in corrispondenza incrementerà l'ordinata della somma delle
aree di rettangoli come il precedente (premi il pulsante Step per avanzare
di un numero n di passi a piacere, dopo aver regolato il dx
desiderato; ricorda che la pressione sulla barra spaziatrice equivale al clic sul pulsante Step,
che per ritornare all'inizio va cliccato il pulsante Clear, e infine che per plottare la traccia va selezionata
la opzione Plot).
Indicando con α
l'ascissa iniziale ax , con δ il passo dx e con Fδ
la funzione approssimante la primitiva, si ha:
Fδ(α+nδ)
- Fδ(α)
= Σ k=0...n-1 g(α+kδ)·
δ .
In tutto questo processo siamo partiti dallo scegliere all'inizio il passo
δ=dx
di avanzamento orizzontale. Se invece (vedi la figura sotto) partiamo da un valore
x=β
dell'ascissa in cui valutare la funzione approssimante la primitiva e da
un numero n (da scegliere nella figura aprendo la finestra
Details) in cui dividere β-α
, otteniamo δ=(β-α)/n
e, posto fn=Fδ e xk=α+kδ
, abbiamo:
fn(β)
- fn(α)
= Σ k=0...n-1 g(xk)· δ =
Σ k=0...n-1 g(xk) ·
( xk+1 - xk )
e per l'effettiva primitiva F :
F(β) - F(α)
= lim n -> ∞ Σ
k=0...n-1 g(xk) · ( xk+1 - xk ) .
Tale limite è l'area con segno del
trapezoide della
funzione g esteso da α
a
β , ossia l'integrale definito della funzione g esteso da
a α
β
:
Int( g , α , β )
= |
∫ |
β
α |
g( x ) dx |
|
in questa figura il
valore iniziale dell'ascissa è m (ossia
α=m
è il valore iniziale, attualmente pari a -0.4, di ax); il valore di n va fissato nella
finestra Details, ed è pari inizialmente a 10; il punto k descrive la
funzione fn
, estesa da
α=m
a
β=bx
. L'ascissa iniziale di a deve essere pari esattamente a m,
che, come detto, è pari a -0.4 (ma può essere modificato al pari di n in
Details, avendo l'accortezza di porre il nuovo valore anche nella casella
dell'ascissa di a). |