المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9761 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية
أنـواع اتـجاهـات المـستهـلك
2024-11-28
المحرر العلمي
2024-11-28
المحرر في الصحافة المتخصصة
2024-11-28
مـراحل تكويـن اتجاهات المـستهـلك
2024-11-28
عوامـل تكويـن اتـجاهات المـستهـلك
2024-11-28
وسـائـل قـيـاس اتـجاهـات المستهلـك
2024-11-28


Integral  
  
3437   04:52 مساءً   date: 21-8-2018
Author : Beyer, W. H.
Book or Source : "Integrals." CRC Standard Mathematical Tables, 28th ed. Boca Raton, FL: CRC Press
Page and Part : ...


Read More
Date: 15-5-2018 1889
Date: 22-5-2019 2294
Date: 29-7-2019 1802

Integral

An integral is a mathematical object that can be interpreted as an area or a generalization of area. Integrals, together with derivatives, are the fundamental objects of calculus. Other words for integral include antiderivative and primitive. The Riemann integral is the simplest integral definition and the only one usually encountered in physics and elementary calculus. In fact, according to Jeffreys and Jeffreys (1988, p. 29), "it appears that cases where these methods [i.e., generalizations of the Riemann integral] are applicable and Riemann's [definition of the integral] is not are too rare in physics to repay the extra difficulty."

The Riemann integral of the function f(x) over x from a to b is written

 int_a^bf(x)dx.

(1)

Note that if f(x)=1, the integral is written simply

 int_a^bdx

(2)

as opposed to int_a^b1dx.

Every definition of an integral is based on a particular measure. For instance, the Riemann integral is based on Jordan measure, and the Lebesgue integral is based on Lebesgue measure. Moreover, depending on the context, any of a variety of other integral notations may be used. For example, the Lebesgue integral of an integrable function f over a set X which is measurable with respect to a measure mu is often written

 int_Xf(x)dmu.

(3)

In the event that the set X in () is an interval X=[a,b], the "subscript-superscript" notation from (2) is usually adopted. Another generalization of the Riemann integral is the Stieltjes integral, where the integrand function f defined on a closed interval I=[a,b] can be integrated against a real-valued bounded function alpha(x) defined on I, the result of which has the form

 intf(x)dalpha(x),

(4)

or equivalently

 intfdalpha.

(5)

Yet another scenario in which the notation may change comes about in the study of differential geometry, throughout which the integrand f(x)dx is considered a more general differential k-form omega=f(x)dx and can be integrated on a set X using either of the equivalent notations

 int_Xomega=int_Xfdmu,

(6)

where mu is the above-mentioned Lebesgue measure. Worth noting is that the notation on the left-hand side of equation () is similar to that in expression () above.

The process of computing an integral is called integration (a more archaic term for integration is quadrature), and the approximate computation of an integral is termed numerical integration.

There are two classes of (Riemann) integrals: definite integrals such as (5), which have upper and lower limits, and indefinite integrals, such as

 intf(x)dx,

(7)

which are written without limits. The first fundamental theorem of calculus allows definite integrals to be computed in terms of indefinite integrals, since if F(x) is the indefinite integral for f(x), then

 int_a^bf(x)dx=F(b)-F(a).

(8)

What's more, the first fundamental theorem of calculus can be rewritten more generally in terms of differential forms (as in () above) to say that the integral of a differential form omega over the boundary partialOmega of some orientable manifold Omega is equal to the exterior derivative domega of omega over the interior of Omega, i.e.

 int_(partialOmega)omega=int_Omegadomega.

(9)

Written in this form, the first fundamental theorem of calculus is known as Stokes' Theorem.

Since the derivative of a constant is zero, indefinite integrals are defined only up to an arbitrary constant of integration C, i.e.,

 intf(x)dx=F(x)+C.

(10)

Wolfram Research maintains a web site http://integrals.wolfram.com/ that can find the indefinite integral of many common (and not so common) functions.

Differentiating integrals leads to some useful and powerful identities. For instance, if f(x) is continuous, then

(11)

which is the first fundamental theorem of calculus. Other derivative-integral identities include

(12)

the Leibniz integral rule

 d/(dx)int_a^bf(x,t)dt=int_a^bpartial/(partialx)f(x,t)dt

(13)

(Kaplan 1992, p. 275), its generalization

(14)

(Kaplan 1992, p. 258), and

 d/(dx)int_a^xf(x,t)dt=1/(x-a)int_a^x[(x-a)partial/(partialx)f(x,t)+(t-a)partial/(partialt)f(x,t)+f(x,t)]dt,

(15)

as can be seen by applying (14) on the left side of (15) and using partial integration.

Other integral identities include

 int_0^xdt_nint_0^(t_n)dt_(n-1)...int_0^(t_3)dt_2int_0^(t_2)f(t_1)dt_1=1/((n-1)!)int_0^x(x-t)^(n-1)f(t)dt

(16)

 partial/(partialx_k)(x_jJ_k)=delta_(jk)J_k+x_jpartial/(partialx_k)J_k=J+rdel ·J

(17)

int_VJd^3r = int_Vpartial/(partialx_k)(x_iJ_k)-int_Vrdel ·Jd^3r

(18)

= -int_Vrdel ·Jd^3r

(19)

and the amusing integral identity

 int_(-infty)^inftyF(f(x))dx=int_(-infty)^inftyF(x)dx,

(20)

where F is any function and

 f(x)=x-sum_(n=0)^infty(a_n)/(x+b_n)

(21)

as long as a_n>=0 and b_n is real (Glasser 1983).

Integrals with rational exponents can often be solved by making the substitution u=x^(1/n), where n is the least common multiple of the denominator of the exponents.


REFERENCES:

Beyer, W. H. "Integrals." CRC Standard Mathematical Tables, 28th ed. Boca Raton, FL: CRC Press, pp. 233-296, 1987.

Boros, G. and Moll, V. Irresistible Integrals: Symbolics, Analysis and Experiments in the Evaluation of Integrals. Cambridge, England: Cambridge University Press, 2004.

Bronstein, M. Symbolic Integration I: Transcendental Functions. New York: Springer-Verlag, 1996.

Dubuque, W. G. "Re: Integrals done free on the Web." math-fun@cs.arizona.edu posting, Sept. 24, 1996.

Glasser, M. L. "A Remarkable Property of Definite Integrals." Math. Comput. 40, 561-563, 1983.

Gordon, R. A. The Integrals of Lebesgue, Denjoy, Perron, and Henstock. Providence, RI: Amer. Math. Soc., 1994.

Gradshteyn, I. S. and Ryzhik, I. M. Tables of Integrals, Series, and Products, 6th ed. San Diego, CA: Academic Press, 2000.

Jeffreys, H. and Jeffreys, B. S. Methods of Mathematical Physics, 3rd ed. Cambridge, England: Cambridge University Press, p. 29, 1988.

Kaplan, W. Advanced Calculus, 4th ed. Reading, MA: Addison-Wesley, 1992.

Piessens, R.; de Doncker, E.; Uberhuber, C. W.; and Kahaner, D. K. QUADPACK: A Subroutine Package for Automatic Integration. New York: Springer-Verlag, 1983.

Ritt, J. F. Integration in Finite Terms: Liouville's Theory of Elementary Methods. New York: Columbia University Press, p. 37, 1948.

Shanks, D. Solved and Unsolved Problems in Number Theory, 4th ed. New York: Chelsea, p. 145, 1993.

Wolfram Research. "The Integrator." http://integrals.wolfram.com/.




الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.