La integral como límite de áreas de rectángulos

MatemáticasCálculoEdades 17–18

Usar con mi clase

El área de la región bajo la curva y = f(x) en [a, b] se aproxima con n rectángulos (extremo izquierdo, extremo derecho, punto medio) o con trapecios. Aumenta n con el botón o el deslizador para ver cómo la suma Sₙ converge al valor de la integral ∫f(x)dx calculada con una primitiva; arrastra los extremos a y b directamente sobre la gráfica. Elige la función velocidad v(t) para ver la distancia recorrida como la integral de la velocidad. Otras pantallas muestran el área con signo, las propiedades de la integral (aditividad, límites invertidos, linealidad), el valor medio de una función, la integral impropia de 1/xᵖ y un depósito cuya cantidad es la integral del caudal neto.

Lección: La integral definida; aplicaciones geométricas de la integral

Qué muestra

El área entre la curva y = f(x) y el eje x en [a, b] se aproxima con n rectángulos (izquierda, derecha, punto medio) o trapecios; al crecer n, la suma de Riemann se acerca a la integral definida F(b) − F(a). Otras pantallas muestran el área con signo (lo que queda bajo el eje cuenta como negativo, integral neta frente a área total), las propiedades ∫ₐᵇ + ∫ᵇᶜ = ∫ₐᶜ, los límites invertidos y la linealidad, el valor medio de f con el punto c donde f(c) lo alcanza, la integral impropia de 1/xᵖ de 1 a ∞, que solo converge si p > 1, y un depósito cuya cantidad es la integral del caudal neto.

Cómo usarla

Usa Pantalla para elegir una vista. En Sumas de Riemann, arrastra a y b, cambia el Número de rectángulos n y compara Izquierda, Derecha, Punto medio y Trapecio; Iniciar aumenta n. En las demás pantallas, arrastra los límites sobre la gráfica y elige una Función; en Propiedades de la integral alterna entre Aditividad, Límites invertidos y Linealidad. En Integral impropia, fija p y pulsa Hacer b → ∞. En el depósito, ajusta el Caudal de entrada y el Caudal de salida y pulsa Iniciar.

Parámetros que puedes cambiar

  • Función f(x) = x², f(x) = sin x + 1, f(x) = x³ − 3x + 3, v(t) = 2t + 1 (velocidad, m/s)
  • Límite inferior a -3–5
  • Límite superior b -3–5
  • Número de rectángulos n 1–200
  • Punto donde se toma la altura Extremo izquierdo, Extremo derecho, Punto medio, Trapecio
  • Pantalla Sumas de Riemann, Área con signo, Propiedades de la integral, Valor medio, Integral impropia, Entrada y salida (depósito)

Preguntas para explorar

  1. Para f(x) = x² en [0, 2], ¿por qué la suma por el extremo izquierdo es siempre menor que la integral?
  2. ¿Por qué la integral de 1/x² de 1 a ∞ converge, mientras que la de 1/x diverge?
  3. Si f(x) es negativa en todo el intervalo [a, b], ¿qué signo tiene la suma Sₙ?