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INTEGRALE INDEFINITO

  

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Una funzione discontinua in [a;b] può essere integrabile in [a;b]? Esempio? 

Autore

@Fede_uwu-2  punto di discontinuità, la funzione tende all'infinito in un punto dell'intervallo.

Integrale Divergente: Se la funzione cresce troppo velocemente, l'area diventa infinita. Ad esempio, f(x) = 1/x, 

tra 0 e 1 non è integrabile perché il risultato tende a ∞.

 

 

Esempio f(x) = 1/x, tende a + ∞ per x che tende a 0.
 
integriamo tra 0 e 1.   
 
L'integrale è ln(x);   per x = 0 tende a - ∞;  [L'integrale tende a - ∞].

 

Non puoi usare l'integrale di Riemann standard (che richiede funzioni limitate), ma puoi usare il calcolo del limite per vedere se l'area totale è un valore finito.
4 Risposte



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Se la integranda è discontinua devi utilizzare il metodo della integrazione generalizzata, sostituendo al punto di discontinuità un generico valore k. Poi calcoli l'integrale definito in funzione di k e infine determini il limite della funzione trovata per k ---> al punto di discontinuiaà. Se il valore del limite esiste ed è finito, allora la funzione è integrabile "in senso generalizzato", diversamente no



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La domanda è ambigua, dovresti usare i giusti termini matematici.

1. Se parliamo di "integrale indefinito" ovvero dell'esistenza di una funzione primitiva, la risposta è no. Viene violata l'ipotesi di continuità. Il risultato di un integrale indefinito è un'insieme di funzioni continue.

 

2. Se parliamo di integrazione "secondo Riemann" Una funzione continua con un solo punto di discontinuità è sicuramente integrabile. Anzi, una funzione continua con una infinità numerabile di punti di discontinuità è integrabile secondo Riemann. Il risultato di un integrale di Riemann è un numero reale.

@cmc E la funzione x^2sin(1/x)?

La funzione f(x) = x^2 sin(1/x)  è definita e continua in ℝ\{0}.

i) E' integrabile secondo Riemann.

 

ii) La funzione f(x) non ammette una primitiva in ℝ\{0}.

Vediamo cosa dice la bibbia

https://www.wolframalpha.com/input?i=F%28x%29+%3D+antiderivative+x%5E2sin%281%2Fx%29

ci da un risultato

F(x) = 1/6(Ci(1/x) + x((2x^2-1)sin(1/x) + x cos(1/x))

quindi esistono le primitive! 

Se osserviamo bene compare la funzione Ci ovvero coseno integrale la quale è definita per x > 0.

 

Conclusione.
i) La funzione f(x) è definita e continua in [a, b] con a e b numeri positivi. Tutto questo in accordo con quanto detto nella risposta.

ii) La funzione f(x) non è definita in zero per a negativo e b positivo quindi non esistono le primitive.



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Sì, una funzione discontinua in un intervallo chiuso  può assolutamente essere integrabile secondo Riemann.
Il requisito fondamentale non è la continuità, ma la funzione deve essere  limitata e i suoi punti di discontinuità non devono essere molti.
 
In generale, qualsiasi funzione con un numero finito di punti di discontinuità (di prima o terza specie) in un intervallo chiuso è sempre integrabile.
 
Esempio funzione gradino, vedi @eidosm
 
Se ha un punto di discontinuità e tende all'infinito, dipende da come tende all'infinito. In generale, se una funzione tende all'infinito in un punto dell'intervallo, si parla di  integrale improprio  (o generalizzato).
 
Esempio:
Integrale Convergente: Se la funzione tende all'infinito abbastanza lentamente da mantenere l'area sottesa finita, l'integrale esiste ed è un numero reale.  
 
f(x) = 1/[radice(x); integriamo questa funzione che tende a + ∞,  per x = 0; 
 
∫[1 / radicequadrata(x)] dx ; calcolato tra 0 e 1;    0 compreso;
 
∫[x^(-1/2)] dx = [ x ^ (-1/2 +1) / (-1/2 + 1)] = [ x^1/2 /(1/2)] = 2 * radice(x) ;  (calcolato tra 0 e 1);
 
= 2 * radice(1) - 2 * 0 = 2. l'integrale è finito.
 
 

Integrale Divergente: Se la funzione cresce troppo velocemente, l'area diventa infinita. Ad esempio, f(x) = 1/x, 

tra 0 e 1 non è integrabile perché il risultato tende a ∞.

 

Esempio f(x) = 1/x, tende a + per x che tende a 0.
 
integriamo tra 0 e 1.   
 
L'integrale è ln(x);   per x = 0 tende a - ∞;  [L'integrale tende a - ∞].

 

Non puoi usare l'integrale di Riemann standard (che richiede funzioni limitate), ma puoi usare il calcolo del limite per vedere se l'area totale è un valore finito.
Ciao.  @Fede_uwu-2
 

@mg Ma scusi dal punto di vista degli integrali indefiniti? O anche per applicare il Corollario del Teorema di Torricelli Barrow? (F(b)-F(a))



2

Considerata la funzione 1(t) =

{ 0 se t < 0,

{ 1 se t >= 0 

essa é discontinua di prima specie in t = 0 ma é integrabile in [1,1] con integrale di valore 1. 

@eidosm Sii ma questo ricade negli integrali definiti (riemann etc..) io intendo gli integrali indefiniti (primitive etc..)



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