Si può dimostrare che una serie di Taylor e più in generale una serie di potenze,
ossia del tipo
exp(x) = 1+x+x2/2+x3/6+x4/24+x5/120+x6/720+...
exp(-x2) = 1-x2+x4/2-x6/6+x8/24-x10/120+x12/720-...
È una serie di potenze; l'integrale è la somma degli integrali:
∫ [0,1] exp(-x2) dx = [x-x3/3+x5/10-x7/42+x9/216-x11/1320+x13/9360-...+
I termini alternano i segni, per cui si alternano approssimazioni per eccesso e per difetto
e il (valore assoluto del) primo termine trascurato può essere assunto
come precisione, ossia come maggiorante de (valore assoluto de) l'errore.
(-1)n/((2n+1)n!) per n = 2, 3 , 4, ... (arrotondando) vale:
0.1, -0.02381, 0.004630: sono arrivato a un termine in valore assoluto minore di 0.01.
Mi fermo.
∫ [0,1] exp(-x2) dx =
1 - 1/3 + 1/10 - 1/42 + E = 0.742857... + E con 0 < E < 0.0047 < 0.01
Ovvero:
1 - 1/3 + 1/10 - 1/42 < ∫ [0,1] exp(-x2) dx < 1 - 1/3 + 1/10 - 1/42 + 1/216
0.742857... < ∫ [0,1] exp(-x2) dx < 0.747486...
da cui, volendo, posso ottenere la rappresentazione con meno cifre:
0.74 < ∫ [0,1] exp(-x2) dx < 0.75
cioè: ∫ [0,1] exp(-x2) dx = 0.74 [approssimazione per troncamento a 2 cifre significative]
Volendo migliorare la precisione:
1 - 1/3 + 1/10 - 1/42 + 1/216 - 1/1320 < ∫ [0,1] exp(-x2) dx < 1 - 1/3 + 1/10 - 1/42 + 1/216
0.746729... < ∫ [0,1] exp(-x2) dx < 0.747486...
da cui ∫ [0,1] exp(-x2) dx = 0.747
Con R f <- function(x) exp(-x^2); integrate(f,0,1) fornisce 0.7468241.
Con WolframAlpha integrate exp(-x^2) dx from x=0 to 1 fornisce 0.746824132812427025399467...