Cabrini, Catalano, Guariglia, Pilati, Verona 400 a.C. • I due grandi capitoli dell’Analisi infinitesimale: calcolo integrale e calcolo differenziale • Origini del calcolo integrale: i Greci 200 a.C. 1600 d.C. > XVII sec. • Non esistevano le funzioni, quindi si studiavano problemi di calcolo di aree e volumi • Procedimento adottato: metodo di esaustione (Eudosso di Cnido) «riempire» un’area con delle figure note tali che la loro somma approssimi l’area cercata. 400 a.C. 200 a.C. • Idea generale A = B, quindi per assurdo proviamo che se A ≠ B allora esiste una figura intermedia C che dovrebbe provocare ua conseguenza falsa. • Assioma di partenza “Si dice che hanno rapporto fra loro quelle grandezze che sono capaci se moltiplicate di superarsi a vicenda” • Eudosso dimostra che un cerchio può essere “esaurito” da poligoni regolari iscritti con un numero di lati via via crescente. 1600 d.C. • In termini moderni: metodo di esaustione = calcolo dell’integrale semplice. > XVII sec. • Eudosso fu il primo a sviluppare un calcolo che può definirsi la chiave dell’analisi infinitesimale moderna. 400 a.C. • 200 anni dopo: Archimede riprende il metodo di esaustione • Problema: risolvere la quadratura del cerchio • Idea: trovare l’area del cerchio costruzione del quadrato di uguale area 200 a.C. 1600 d.C. > XVII sec. QUADRARE UNA FIGURA:significa costruire un quadrato di area uguale a quella della figura piana considerata. Se ciò è realmente possibile, allora si dice che la figura è <<quadrabile>>. 400 a.C. 200 a.C. 1600 d.C. > XVII sec. 225 a.C.: Archimede calcola l’area del cerchio costruendo poligoni inscritti e circoscritti. Aumentando il numero dei lati ci si avvicina sempre di più all’area del cerchio senza mai raggiungerla. Archimede pensò quindi che fosse possibile quadrare il cerchio. Il rapporto dell’area del cerchio con il suo raggio è un numero irrazionale!!! Scoperta del 𝜋 400 a.C. 200 a.C. 1600 d.C. > XVII sec. • Origini della scoperta: osservazione del rapporto tra circonferenza C e il suo diametro d 𝐶 𝑑 = 𝜋 (costante) All’aumentare del diametro del cerchio aumenta proporzionalmente anche la lunghezza della circonferenza 400 a.C. 200 a.C. Il numero 𝝅 è anche il doppio della relazione costante fra l’area di un cerchio ed il quadrato in esso inscritto. A= 𝜋r2 L’area del quadrato equivale esattamente al suo lato elevato al quadrato, applicando il teorema di Pitagora otteniamo: 1600 d.C. > XVII sec. Conclusione: il cerchio non è un figura quadrabile, ma tramite 𝜋 possiamo comunque approssimarne l’area. 400 a.C. • Tra la morte di Archimede e il 1600 d.C.: il progresso occidentale subisce una lunga fase di rallentamento. • Seicento: rinascita scientifica e matematica. 200 a.C. Introduzione dei concetti di «limite» e di «serie» Problema: il metodo di esaustione può funzionare come metodo empirico, ma non ha una dimostrazione rigorosa. 1600 d.C. Va interpretato in chiave rigorosamente logica. > XVII sec. Bonaventura Cavalieri 400 a.C. • Bonaventura Cavalieri, un matematico del periodo, conosce Galileo Galilei che lo spinge a dedicarsi allo studio degli integrali pubblica Geometria indivisibilibus continuorum nova quadam ratione promota, un’opera che si basa sui seguenti principi: 200 a.C. Area = numero indefinitivamente grande di segmenti paralleli equidistanti (indivisibili di area) Volume = numero indefinitivamente grande di aree piane parallele (indivisibili di volume) 1600 d.C. > XVII sec. Sviluppo del metodo degli indivisibili 400 a.C. 200 a.C. • Inizi XVII secolo: Fermat e Nicolaus Mercator riprendono le teorie di Cavalieri -> altri metodi per calcolare l'area sottesa di semplici funzioni. • Fine XVII sec – inizio XVIII sec: - Newton, Leibniz, Johann Bernoulli scoprono indipendentemente il teorema fondamentale del calcolo integrale -> primitive. - Definizione di integrale per le funzioni continue in tutto un intervallo (Pietro Mengoli), migliorata da Cauchy, poi Riemann e infine Darboux. 1600 d.C. > XVII sec. Fermat Newton Bernoulli