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Precisiamo questa intuizione.
Nel tratto iniziale, da t=0 a t=3, in cui v è costante, s varia
proporzionalmente a t : s = 10 t.
In pratica, s è rappresentata dall'area A(t) del rettangolo di altezza v e base t.
Arrivati a t = 3, la strada percorsa è 3·10 = 30,
pari all'area del rettangolo di base 3 e altezza.
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Tra t=3 e t=5 v(t),
ossia s'(t), non è costante, ma posso stimare lo spazio percorso
per piccoli Δt supponendo che ivi v sia costante, ossia che s
ivi vari proporzionalmente a t.
A sinistra è illustrato che cosa accade se prendo
Δt = 1.
Tra t=3 e t=4 per v=10 percorrerei la strada
1·10, che corrisponde all'area del primo rettangolino;
tra t=4 e t=5 per v=30 percorrerei la strada
1·30, che corrisponde all'area del secondo rettangolino.
Il grafico di s tracciato a destra è stato ottenuto in questo modo:
• da (3,30)
si passa a (4,30+10) = (4,40); si è proceduto come se la pendenza si mantenesse uguale a 10;
• poi si passa a (5,40+30) = (5,70); si è proceduto come se la pendenza si mantenesse uguale a 30.
Avrei potuto tracciare il grafico direttamente:
• tra 3 e 4 suppongo che s(t) vari con la stessa velocità s'
che aveva in 3 (ossia approssimo s con la funzione lineare che ha s'(3)=10 come pendenza);
• tra 4 e 5 suppongo che s(t) vari con la stessa velocità
che aveva in 4 (ossia approssimo s con la funzione lineare che ha s'(4)=30 come pendenza).
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A destra è illustrato che cosa accade se prendo
Δt = 0.5.
In breve, dall'istante t all'istante t+Δt,
s(t) varia di circa s'(t)Δt
(si veda il concetto di differenziale), e
questo valore rappresenta anche l'area del rettangolino di base Δt e altezza
s'(t) che approssima l'incremento dell'area A(t).
Quanto più piccolo è Δt tanto migliori sono queste approssimazioni.
In altre parole, ΔA(t) approssima s'(t)Δt,
ossia ΔA(t)/Δt approssima s'(t), e questa approssimazione migliora quanto voglio a patto che prenda Δt
sufficientemente piccolo,
ossia, per Δt → 0, otteniamo A'(t) = s'(t).
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Questo procedimento chiarisce, dunque, l'intuizione iniziale:
trovare il grafico di s in funzione di t a partire dal grafico di s'
in funzione di t
equivale a tracciare il grafico dell'area A(t) tra grafico di
s' e asse orizzontale che è compresa tra le rette verticali di ascissa 0 e di ascissa t.
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