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Derivata di funzione integrale

MessaggioInviato: 03/07/2013, 17:45
da silvietta91
Salve professore,

ho la funzione

\[F(x)= \int_{0}^{x} xsin(t^2)dt\]

come si calcola la derivata seconda?

Grazie :D

Re: Derivata di funzione integrale

MessaggioInviato: 03/07/2013, 20:42
da maurizio.schirinzi
Ciao, innanzi tutto c'è un errore di trascrizione: la funzione integranda deve essere tutta in t (la x dentro all'integrale deve essere una t) !!

Per calcolare la derivata seconda occorre ovviamente calcolare prima la derivata prima con il teorema fondamentale del calcolo integrale (Torricelli-Barrow); quindi si procede al calcolo della derivata seconda normalmente con le regole di derivazione:
\[\begin{array}{l}
F(x) = \int_0^x {t\,sin({t^2})} \,dt\\
F'(x) = \frac{d}{{dx}}\;\int_0^x {t\,sin({t^2})} \,dt\, = D\;[\int_0^x {t\,sin({t^2})} \,dt\,] = x\,sin({x^2})\\
F''(x) = D\,[x\,sin({x^2})\,] = 1\,sin({x^2}) + x\,\cos ({x^2})\,2x = sin({x^2}) + 2{x^2}\,\cos ({x^2})
\end{array}\]
Saluti. ;)

Re: Derivata di funzione integrale

MessaggioInviato: 04/07/2013, 15:29
da silvietta91
La ringrazio per la sua competenza e disponibilità,tuttavia l'errore di trascrizione a cui ha fatto riferimento,non c'è. Le posto l'immagine originale del testo di questo esercizio,facente parte del totale del compito di analisi matematica che ho sostenuto la settimana scorsa:

Re: Derivata di funzione integrale

MessaggioInviato: 04/07/2013, 16:06
da maurizio.schirinzi
Confermo l'errore anche nel testo del compito !! ... la x dentro all'integrale deve essere una t !! ... possibile che non abbia detto niente nessuno durante il compito??

;)

Re: Derivata di funzione integrale

MessaggioInviato: 04/07/2013, 16:17
da silvietta91
..incredibile! No,nessuno ha detto nulla dato che non sapevamo come risolverlo! Lo faremo presente al professore..dato che ha condizionato l'esame. Ora devo sostenere l'orale,meno male che lei mi ha illuminato su questa cosa,la ringrazio nuovamente ;)

Re: Derivata di funzione integrale

MessaggioInviato: 04/07/2013, 18:11
da maurizio.schirinzi
L'unica spiegazione plausibile potrebbe essere che la x dentro all'integrale l'abbia messa in modo ingannevole e cioè come una costante da portare fuori dall'integrale! ... infatti l'integrale viene eseguito nella variabile t e di solito tutta la funzione integranda la si esprime in t.
Dunque se le cose stavano cosi allora la x la puoi portare fuori dall'integrale e trattarla come una costante rispetto all'integrazione ma poi ovviamente nella derivata prima complessiva e quindi nella seconda va tenuta in conto.

Ecco i passaggi in quel caso:
\[\begin{array}{*{20}{l}}
{F(x) = \int_0^x {x\;sin({t^2})} \;dt = x\int_0^x {sin({t^2})\;} dt}\\
{F'(x) = \frac{d}{{dx}}\;[x\int_0^x {sin({t^2})\;} dt] = 1\;\int_0^x {sin({t^2})} \;dt + x\frac{d}{{dx}}\int_0^x {sin({t^2})} \;dt = }\\
{ = \int_0^x {sin({t^2})} \;dt + xsin({x^2})}\\
{F''(x) = \frac{d}{{dx}}[\int_0^x {sin({t^2})} \;dt + xsin({x^2})] = \frac{d}{{dx}}\int_0^x {sin({t^2})} \;dt + \frac{d}{{dx}}[xsin({x^2})] = }\\
\begin{array}{l}
= sen({x^2}) + [1sen({x^2}) + x\cos ({x^2})2x] = sen({x^2}) + sen({x^2}) + 2{x^2}\cos ({x^2}) = \\
= 2sen({x^2}) + 2{x^2}\cos ({x^2})
\end{array}
\end{array}\]

Mi sembra ovvio a questo punto che se all'esame il prof non ha evidenziato errori nel testo la soluzione sia quest'ultima!!

Sembra quindi che il tuo prof si diverta a darvi esercizi un pò "atipici" ricchi di trabocchetti!

;)

[EDIT] Correzione errore!

Re: Derivata di funzione integrale

MessaggioInviato: 04/07/2013, 20:07
da silvietta91
Allora potrebbe essere questa l'interpretazione giusta, grazie!! :)

Non capisco però perchè nel calcolo della derivata prima è tornata la t davanti il seno

\[x \int_{0}^{x} t sin(t^2)dt\]

Non dovrebbe essere semplicemente

\[x \int_{0}^{x} sin(t^2)dt\]


Grazie mille!!

Re: Derivata di funzione integrale

MessaggioInviato: 04/07/2013, 20:36
da maurizio.schirinzi
SI !! ... scusami ma nel fare copia e incolla dal post precedente non ho tolto la t !! ;)

Correzione effettuata in [EDIT] nel post precedente !!

;)

Re: Derivata di funzione integrale

MessaggioInviato: 05/07/2013, 10:38
da silvietta91
Ora è molto piu' chiaro, grazie!! :D

Re: Derivata di funzione integrale

MessaggioInviato: 05/07/2013, 12:04
da silvietta91
Prof una domanda al volo: in questa tipologia di integrali [a e b] sono sempre [x e o] ?? Mi scuso in anticipo se la mia domanda può sembrarle stupida! Grazie :oops:

Re: Derivata di funzione integrale

MessaggioInviato: 05/07/2013, 12:45
da maurizio.schirinzi
Di solito in uno degli estremi ci deve essere la x o una funzione di x ma non è escluso che ci possa essere x in entrambi gli estremi, nel qual caso l'integrale va spezzato con la proprietà di additività introducendo uno dei due estremi fisso (preso arbitrariamente nell'intervallo di integrabilità e di dominio della funzione) per poter applicare il teorema fondamentale della derivata della funzione integrale la cui formula funziona con un estremo fisso e l'altro variabile!

Ciao ;)

Re: Derivata di funzione integrale

MessaggioInviato: 05/07/2013, 14:00
da silvietta91
Ok, ma nel caso al posto di 0 ci fosse stata un'altra costante, ad esempio 1 o 2? :oops:

Grazie mille per la disponibilità :D

Re: Derivata di funzione integrale

MessaggioInviato: 05/07/2013, 15:58
da maurizio.schirinzi
Non cambierebbe nulla! ... il teorema fondamentale di Torricelli-Barrow è insensibile alle costanti! ;)