Siano F: x → sin(x)·ln(2+sin(x)2) e G: x → sin(x)/(cos(x)−2)
(a) Calcolare ∫ [-π, π] F. (b) Calcolare ∫ [-π, π] F−G.
(c) Calcolare (eventualmente in modo approssimato) l'area compresa tra i grafici di F e di G e le rette
verticali di ascissa -π e π.
(a) F(−x) = F(x), come si può immediatamente verificare, e come è suggerito dal grafico. Quindi
il primo integrale è nullo.
(b) Per motivi analoghi G ha integrale nullo in [-π, π]. Quindi è nullo anche l'integrale sullo
stesso intervallo di
(c) L'area cercata è il doppio dell'area compresa tra i grafici di F e di G, l'asse y e la retta x = π.
Mediante il calcolo approssimato dell'integrale posso ottenere 6.0939653. Ecco come fare il calcolo con
R (vedi):
source("http://macosa.dima.unige.it/r.R") F = function(x) sin(x)*log(2+sin(x)^2) G = function(x) sin(x)/(cos(x)-2) f = function(x) F(x)-G(x) integral(f, 0,pi)*2 # 6.093965 more(integral(f, 0,pi)*2) # 6.09396525518736 # # Per fare il grafico raffigurato: BF=4.5; HF=2.5 TICKx=pi/2; TICKy=0.25; Plane2(-3*pi,3*pi, -1.2,1.2) graph(F, -10,10, "brown"); graph2(G, -10,10, "seagreen") underX(c("-2pi","-pi","0","pi","2pi"),pi*(-2:2)) underY(-1:1,-1:1) Diseq(G,F, 0,pi, "orange"); Diseq(F,G, 0,-pi, "orange") graph2(G, -10,10, "seagreen"); graph(F, -10,10, "brown") POINT(c(-pi,pi),c(0,0), "red") type(-pi/2,0.75,"G"); type(pi,0.75,"F")
Sviluppando il calcolo "a mano" o con un programma di calcolo simbolico avremmo potuto ottenere
l'espressione:
2*(2*log(2)+log(3)-4+2*sqrt(3)*(log(3+sqrt(3))-log(-sqrt(3)+3)))
che ha lo stesso valore trovato sopra.
Potrei effettuare il calcolo anche con uno script (vedi):
[ integral of fun. - abs(sin(x)*log(2+pow(sin(x),2))-sin(x)/(cos(x)-2)) ] - - - - - - - - 6.093965255187238 if a=-3.141592653589793 b=3.141592653589793 n=64e5 [-7.904787935331115e-13] 6.093965255188029 if a=-3.141592653589793 b=3.141592653589793 n=32e5 [-2.6991742174686806e-12] 6.093965255190728 if a=-3.141592653589793 b=3.141592653589793 n=16e5 [-1.0608403044898296e-11] 6.093965255201336 if a=-3.141592653589793 b=3.141592653589793 n=8e5 [-4.203482006914783e-11] 6.093965255243371 if a=-3.141592653589793 b=3.141592653589793 n=4e5 [-1.6774137634456565e-10] 6.093965255411113 if a=-3.141592653589793 b=3.141592653589793 n=2e5 [-6.709530708803868e-10] 6.093965256082066 if a=-3.141592653589793 b=3.141592653589793 n=1e5 [6.093965256082066]