Biennvenidos


martes, 10 de julio de 2012

CÁLCULO INFINITESIMAL

La Integral - GeoGebra Hoja Dinámica


El cálculo infinitesimal es sin duda la herramienta más potente y eficaz para el estudio de la naturaleza. “El deseo de medir y de cuantificar el cambio, la variación, condujo en el siglo XVII hasta la noción de derivada. El estudio de las operaciones con derivadas, junto con las integrales, constituye el cálculo infinitesimal.” Por otro lado, los orígenes del cálculo integral se remontan al mundo griego; concretamente a los cálculos de áreas y volúmenes que  Arquímedes calculó en el siglo III a.C.


LA INTEGRAL

Una de las nociones fundamentales de la integral representa  el área bajo la curva. Esta noción surge como una respuesta al cálculo de dicha área
Ésta noción podría generarse de las siguientes formas:

                 
                                                   
Cubriendo el área bajo la curva con círculos, sin embargo existen muchos espacios, que por más círculos que ponga no va a cubrir toda la superficie.

                                                    

Cubriendo el área bajo la curva con triángulos, así como con los círculos resulta complicado, puesto que se tendría que  calcular el área de diferentes triángulos rectángulos o cualquier otro y calcular su área en particular. Aunque se puede observar que el área que falta por cubrir es menor, sigue resultando impráctico este método.


Recordando los diferentes polígonos convexos que conocemos, nos damos cuenta que calcular el área de un rectángulo es de las más “cómoda”, ¿Qué sucede si realizamos una aproximación del área bajo la curva con rectángulos?

Por medio de la siguiente aplicación se puede comprobar, que al hallar el área bajo la curva por medio de rectángulos, dentro del intervalo [h, g] se aproxima más a cubrir toda la superficie, Aunque se evidencia unos pequeños espacios, y debido a ello es necesario hallar el área por exceso, es decir, con rectángulos que queden por encima de la curva. el valor de ésta área es conocida como suma superior, y además hallar el área por defecto, que sería con rectángulos que quedan por debajo de la curva. Luego el valor del área bajo la curva sería el promedio de ésta dos sumas.

Anteriormente, como el área de bajo la curva corresponde a una suma de rectángulos, ésta  se representó con el símbolo de la sumatoria , el cual luego evolucionó a .


El tamaño del error del valor del área dependerá de la cantidad de rectángulos que dibujemos para hacer la aproximación. A mayor cantidad de rectángulos, las regiones de cada rectángulo que queden por encima o por debajo serán cada vez más pequeños que la suma de todos esos errores será despreciable, esto lo puede comprobar cambiando el valor de n (número de rectángulos) en la aplicación.



Este es un Applet de Java creado con GeoGebra desde www.geogebra.org – Java no parece estar instalado Java en el equipo. Se aconseja dirigirse a www.java.com

La Integral - GeoGebra Hoja Dinámica


LA DERIVADA




Una definición del concepto de derivada es que ésta es el resultado de un límite y representa la pendiente de la recta tangente a la gráfica de la función en un punto
El concepto de derivada está íntimamente ligado a el del límite, ya que Para que exista la derivada de una función en un punto, tiene que existir ese límite, cuando no existe ese límite se dice que la función no es derivable en ese punto
Una forma  de construir el concepto de derivada es, la de recta tangente a una curva.

Observa el gráfico, en él está representada una función y=f(x) y hemos tomado dos puntos:  

Este es un Applet de Java creado con GeoGebra desde www.geogebra.org – Java no parece estar instalado Java en el equipo. Se aconseja dirigirse a www.java.com

La recta BD es una recta secante a la curva cuya pendiente es:

Cuando la distancia entre B y D se hace más pequeña, es decir, cuando   tiende a 0, o lo que es lo mismo cuando , la recta secante se convierte en la recta tangente porque corta a la curva en un solo punto  y la pendiente de la recta tangente será: 

Ésto lo puedes verificar en la aplicación moviendo C hacia A, y así encontrarás la recta tangente.

Ahora bien, a la pendiente de la recta tangente se le llama derivada de la función en ese punto: