-
انتگرال
بيش از دو هزار سال پيش ارشميدس (287-212 قبل از ميلاد) فرمول هايي را براي محاسبه سطح وجه ها ، ناحيه ها و حجم هاي جامد مثل كره ، مخروط و سهمي يافت . روش انتگرال گيري ارشميدس استثنايي و فوق العاده بود جبر ، نقش هاي بنيادي ، كليات و حتي واحد اعشار را هم نمي دانست .
ليبنيز (1716-1646) و نيوتن (1727-1642) حسابان را كشف كردند . عقيده كليدي آنها اين بود كه مشتق گيري و انتگرال گيري اثر يكديگر را خنثي مي كنند با استفاده از اين ارتباط ها آنها توانستند تعدادي از مسائل مهم در رياضي ، فيزيك و نجوم را حل كنند.
فورير (1830-1768) در مورد رسانش گرما بوسيله سلسله زمان هاي مثلثاتي را مي خواند تا نقش هاي بنيادي را نشان دهد .رشته هاي فورير و جابجايي انتگرال امروزه در زمينه هاي مختلفي چون داروسازي و موزيك اجرا مي شود .
گائوس (1855-1777) اولين جدول انتگرال را نوشت و همراه ديگران سعي در عملي كردن انتگرال در رياضي و علوم فيزيك كرد . كايوچي (1857-1789) انتگرال را در يك دامنه همبستگي تعريف كرد . ريمان (1866-1826) و ليبيزگو (1941-1875) انتگرال معين را بر اساس يافته هاي مستدل و منطقي استوار كردند .
ليوويل (1882-1809) يك اسكلت محكم براي انتگرال گيري بوجود آورد بوسيله فهميدن اينكه چه زماني انتگرال نامعين از نقش هاي اساسي دوباره در مرحله جديد خود نقش اساسي مرحله بعد هستند . هرميت (1901-1822) يك شيوه علمي براي انتگرال گيري به صورت عقلي و فكري ( يك روش علمي براي انتگرال گيري سريع ) در دهه 1940 بعد از ميلاد استراسكي اين روش را همراه لگاريتم توسعه بخشيد .
در دهه بيستم ميلادي قبل از بوجود آمدن كامپيوترها رياضيدانان تئوري انتگرال گيري و عملي كردن آن روي جداول انتگرال را توسعه داده بودند و پيشرفت هايي حاصل شده بود .در ميان اين رياضيدانان كساني چون واتسون ، تيچمارش ، بارنر ، ملين ، ميچر ، گرانبر ، هوفريتر ، اردلي ، لوئين ، ليوك ، مگنوس ، آپل بلت ، ابرتينگر ، گرادشتاين ، اكستون ، سريواستاوا ، پرودنيكف ، برايچيكف و ماريچيف حضور داشتند .
در سال 1969 رايسيچ پيشرفت بزرگي در زمينه روش علمي گرفتن انتگرال نامعين حاصل كرد . او كارش را بر پايه تئوري عمومي و تجربي انتگرال گيري با قوانين بنيادي منتشر كرد روش او عملاً در همه گروه هاي قضيه بنيادي كارگر نيست تا زماني كه در وجود آن يك معادله سخت مشتق گيري هست كه نياز دارد تا حل شود . تمام تلاش ها ااز آن پس بر روي حل اين معادله با روش علمي براي موفقيت هاي مختلف قضيه اساسي گذاشته شد . ايت تلاش ها باعث پيشرفت كامل سير و روش علمي رايسيچ شد . در دهه 1980 پيشرفت هايي نيز براي توسعه روش او در موارد خاص از قضيه هاي مخصوص و اصلي او شد .
از قابليت تعريف انتگرال معين به نتايجي دست ميابيم كه نشان دهنده قدرتي است كه در رياضيات مي باشد (1988) جامعيت و بزرگي به ما ديدگاه موثر و قوي در مورد گسترش در رياضيات و همچنين كارهاي انجام شده در قوانين انتگرال مي دهد . گذشته از اين رياضيات توانايي دارد تا به تعداد زيادي از نتيجه هاي مجموعه هاي مشهور انتگرال پاسخ دهد ( اينكه بفهميم اين اشتباهات ناشي از غلط هاي چاپي بوده است يا نه ) . رياضيات اين را ممكن مي سازد تا هزاران مسئله انتگرال را حل نماييم به طوريكه تا كنون در هيچ يك از كتابهاي دستنويس قبلي نيامده باشد . در آينده ديگر وظيفه ضروري انتگرال اين است كه به ازمايش تقارب خطوط ، ارزش اصلي آن و مكانيسم فرض ها بپردازد .
-
در حساب دیفرانسیل و انتگرال ، از انتگرال یک تابع برای عمومیت دادن به محاسبه مساحت ، حجم ، جرم یک تابع استفاده می شود. فرایند پیدا کردن جواب انتگرال را انتگرال گیری گویند.البته تعاریف متعددی برای انتگرال گیری وجود دارد ولی در هر حال جواب مشابه ای از این تعاریف بدست می آید.و خم x=10 , x=0 در واقع پیدا کردن مساحت بین خطوط (a,b) انتگرال یک تابع مثبت پیوسته در بازه در واقع مساحت زیر نمودار است. اولین بار لایب نیتس نماد F بین a و b است . پس انتگرال Fمنفی رابه صورت a و b بین f ستانداری برای انتگرال معرفی کرد و به عنوان مثال انتگرال نقاط را نشان می دهند ،f http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/i...c39dd6a2bf.png نشان می دهند علامت http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/i...4303bfd6e5.png ،انتگرال گیری از تابع نمادی برای متغیر انتگرال گیری است. dx تابعی انتگرال پذیر است و f ابتدا و انتهای بازه هستند و یک کمیت بی نهایت کوچک dx از لحاظ تاریخی را نشان می دهد. هر چند در تئوریهای جدید، انتگرال گیری بر پایه متفاوتی را بین f پایه گذاری شده است به عنوان مثال تابع در نظر بگیرید ،مساحت زیر x=0 تا x=10 نمودار در واقع مساحت مستطیل خواهدبود که بین محصور شده است یعنی x=0 ،x=10 ،y=0 ،y=3 دارای طول 10 و عرض 3است پس مساحت آن برابر 30 خواهد بود . انتگرال یک تابع
http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/i...ntegral1-1.jpg
مساحت زیر نمودار آن تابع است.
اگر تابعی دارای انتگرال باشد به آن انتگرال پذیر گویند و تابعی که از انتگرال گیری از یک تابع حاصل می شود تابع اولیه گویند . اگر انتگرال گیری از تابع در یک محدوده خاص باشند به آن انتگرال معین گویند که نتیجه آن یک عدد است ولی اگر محدوده آن مشخص نباشد به آن انتگرال نامعین گویند
-
محاسبه انتگرال
اکثر روش های اساسی حل انتگرال بر پایه قضیه اساسی حساب دیفرانسیل و انتگرال بنا نهاده شده است که بر طبق آن داریم:
در نظر می گیریم .(a,b) تابعی در بازه 1.f که و داریم: http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/i...ea25ef4550.png را پیدا می کنیم که تابعی است مانند f 2.پاد مشتق 3 .قضیه اساسی حساب دیفرانسیل و انتگرال را در نظر می گیریم:
http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/i...f226de05b4.png
بنابراین مقدار انتگرال ما برابر http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/i...c33a82f864.pngخواهد بود.
به این نکته توجه کنید که انتگرال واقعاً پاد مشتق نیست (یک عدد است) اما قضیه اساسی به ما اجازه می دهد تا از پاد مشتق برای محاسبه مقدار انتگرال استفاده کنیم .
کار ساده ای نیست و نیاز به استفاده از تکنیکهای انتگرالگیری دارد f معمولاً پیدا کردن پاد مشتق تابع
.این تکنیکها عبارتند از :
*
انتگرال گیری بوسیله تغییر متغیر
*
انتگرال گیری جزء به جزء
*
انتگرال گیری با تغییر متغیر مثلثاتی
*
انتگرال گیری بوسیله تجزیه کسرها
روش هایی دیگر نیز وجود دارد که برای محاسبه انتگرالهای معین به کار می رود همچنین می توان بعضی از انتگرال ها با ترفند هایی حل کرد برای مثال می توانید به انتگرال گاوسی مراجعه کنید .
-
تقریب انتگرالهای معین
.
انتگرال هایی معین ممکن است با استفاده از روش های انتگرال گیری عددی ،تخمین زده شوند.یکی از عمومی ترین روش ها ،روش مستطیلی نامیده می شود در این روش ناحیه زیر نمودار تابع به یک سری مستطیل تبدیل شده و جمع مساحت آنها نشان دهنده مقدار تقریبی انتگرال است.
از دیگر روش هایی معروف برای تخمین مقدار انتگرال رو سیمپسون و روش ذوزنقه ای است. اگر چه روش های عددی مقدار دقیق انتگرال را به ما نمی دهند ولی در بعضی از مواقع که انتگرال تابعی قابل حل نیست یا حل آن مشکل است کمک زیادی به ما می کند
http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/i...0/02/integ.gif
محاسبه سطح زیر نمودار بوسیله مستطیل هایی زیر نمودار.
هر چه قدرعرض مستطیل ها کوچک میشوندمقدار دقیق تری
از مقدار انتگرال بدست میآید
-
تعریف های انتگرال
(lebesgue)از مهم ترین تعاریف در انتگرال می توان از انتگرال ریمان و انتگرال لبسکیاست.
انتگرال ریمان بوسیله برنهارد ریمان در سال 1854 ارئه شد که تعریف دقیقی را از انتگرال ارائه می داد تعریف دیگر را هنری لبسکی ارائه داد که طبق این تعریف شرایط تعویض پذیری حد و انتگرال با شرط مساوی ماندن عبارت، ارائه می کرد. پس به riemann-stieltjes از دیگر تعاریف ارائه شده در زمینه انتگرال میتوان به انتگرال اشاره کرد.
طور خلاصه سه تعریف زیر از مهمترین تعاریف انتگرال میباشند:
*
انتگرال ریمان
*
انتگرال لبسکی
*
انتگرال riemann-stieltjes
-
آموزش روشهای انتگرال گیری بصورت فلش
به کمک بعضی از روشها که به روشهای انتگرال گیری موسوم هستند میتوانیم بعضی از انتگرال های نامعین را به حالات ساده تری که قبلا مطالعه کرده ایم تبدیل کنیم. نمونه ای از این روشها تغییر متغیر و روش جزء به جژء هستند. در این آموزش که در حد پیش‌دانشگاهی می‌باشد به این مقوله پرداخت می‌شود. این آموزش هم به صورت فلش تهیه شده است...
برای دانلود راست کلیک کرده و save target as را انتخاب نمایید
http://gtm396.googlepages.com/integral2.swf
(اگر لینک بالا به هر دلیلی کار نکرد، از این آدرس دانلود نمایید)
سؤالات خود را در انجمن‌های گفتگو مطرح نمایید.
-
-
خواص انتگرال
- انتگرال مشتق یک تابع مشتق‌پذیر http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/i...8263c3d5da.png برابر است با http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/i...8263c3d5da.png به علاوه یک ثابت دلخواه.
- یک ثابت را میتوان از زیر نماد انتگرالگیری بیرون آورد.(توجه شود که عباراتی را که توابعی از متغیر انتگرالگیری اند ، نمی‌توان از زیر نماد انتگرالگیری بیرون آورد.)
- انتگرال مجموع دو تابع برابر مجموع انتگرالهای آنهاست.این مطلب را میتوان به مجموع هر تعداد متناهی از توابع تعمیم داد.
فرمول های انتگرال گیری
در این دستور‌ها http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/i...8263c3d5da.png یا متغیر مستقل است و یا تابعی مشتق‌پذیر از متغیر مستقل دیگری است.
اگر http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/i...c0bc74f416.png آنگاه http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/i...a1abd953ea.png
-
-
انتگرال
انتگرالها یک بحث اساسی ریاضیات عالی را تشکیل داده که میتوان کاربرد آنرا درتمام علوم طبیعی، انسانی وغیره مورد مطالعه قرارداد.
اولین بار لایب نیتس نماد استانداردی برای انتگرال معرفی کرد. http://upload.wikimedia.org/math/f/a...b1cf6f088b.png aو b نقاط ابتدا و انتهای بازه هستند و f تابعی انتگرال‌پذیر است و dx نمادی برای متغیر انتگرال گیری است.
از لحاظ تاریخی dx یک کمیت بی نهایت کوچک را نشان می‌دهد. هر چند در تئوریهای جدید، انتگرال گیری بر پایه متفاوتی پایه گذاری شده است.
