diff --git a/Makefile b/Makefile index ca56183..0918a2a 100755 --- a/Makefile +++ b/Makefile @@ -1,6 +1,14 @@ SHELL = /bin/sh -default: compile-and-serve +default: compile-only + +compile-and-view: compile-only view + +view: + termux-share -d calculus.pdf + +compile-only: + latexmk -pdf calculus compile-and-serve: latexmk -pdf -pvc calculus diff --git a/calculus.pdf b/calculus.pdf index fcc92a5..af0377b 100644 Binary files a/calculus.pdf and b/calculus.pdf differ diff --git a/calculus.tex b/calculus.tex index a7fa2be..ec822d7 100644 --- a/calculus.tex +++ b/calculus.tex @@ -137,6 +137,7 @@ \DeclareMathOperator{\inv}{inv} \newcommand{\dx}{\ dx} \newcommand{\du}{\ du} +\newcommand{\dv}{\ dv} \newcommand{\dy}{\ dy} \newcommand{\dt}{\ dt} \newcommand{\ds}{\ ds} @@ -3941,7 +3942,9 @@ exists and has value $L.$ Then we may, simply... hah, I don't know if we can do what I'm thinking. For a non-abstract case, indeed; but for an abstract function, I don't know. What I had in mind was to patch the function, but if we patch it, we have now a continuous function and then -of course we can integrate. +of course we can integrate. (What if we patch it in a way that doesn't +make it continuous, though? We should pursue this just to see what +would happen.) When we use Riemann's technique to integrate, we often pick the midpoints of the $n$ subintervals we choose. That's because for some @@ -4911,7 +4914,8 @@ $$V= \lim_{n \to \infty} \sum_{i=1}^n A(x_i^*) \Delta x = \int_a^b A(x) \dx.$$ Compute % - $$\lim_{t \to \infty} \frac{\sqrt{t}}{\exp(t)} \exp\left(\int_0^\infty \floor(t \exp(-x)) \dx\right) $$ + $$\lim_{t \to \infty} \frac{\sqrt{t}}{\exp(t)} + \exp\left(\int_0^\infty \floor(t \exp(-x)) \dx\right) $$ % sabendo que % @@ -4923,7 +4927,76 @@ A brincadeira aqui é que esse é um problema que é fácil de compor, mas difícil de resolver porque não se consegue facilmente desfazer a convolução que foi feita passo a passo pelo autor do problema. Mesmo que você conhecesse a aproximação acima, você não pensaria em usá-la -porque ela implícita no problema não de forma aparente. +porque ela está implícita no problema não de forma aparente. Já não +lembro de cabeça o que eu tinha em mente, quando escrevi esse +problema---não lembro a solução, por exemplo. Precisaria repensá-lo. + +\section{Técnicas de integração} + +A regra da substituição é a regra da cadeia e a regra de integração +por partes é a regra do produto. As outras regras são ou muito óbvias +ou pouco úteis. Por exemplo, teria como extraírmos uma regra de +integração da regra do quociente? Provavelmente ela seria equivalente +à regra do produto mas com uma expressão menos simples. Agora, a +integração de funções trigonométricas merece discussão, especialmente +quando estamos falando de alguns produtos de integrais, que é com o +que nos preocupamos agora. + +Pra obter a regra da substuição basta escrever $f(g(x))$, computar a +derivada $f'(g(x)) g'(x)$ e então obter a regra +% + $$\int f'(g(x))g'(x) = f(g(x)) + c.$$ +% +A substituição em si é obtida por identificar na função a ser +integrada uma expressão qualquer que possa tomar o lugar de $g'(x)$ e +$g(x)$, fazendo assim a substuição $u = g(x)$ e substuindo por +consequinte $g'(x) \dx = \du$, terminando por integrar $\int f'(u) +\du$. + +A integração por partes vem da regra do produto. Uma vez que +$(f(x)g(x))' = f'(x) g(x) + f(x)g'(x)$, então +% +\begin{align*} + \int f(x)g(x) \dx &= \int f'(x) g(x) \dx + \int f(x)g'(x) \dx\\ + f(x)g(x) &= \int g(x) f'(x) \dx + \int f(x)g'(x) \dx. +\end{align*} +% +Agora declare $u f(x) = u$ e $v = g(x)$ de forma que $\du = f'(x)\dx$ +e $\dv = g'(x)\dx$. Assim, pelo teorema fundamental, obtemos +% + $$f(x)g(x) = \int v\du + \int u \dv,$$ +% +permitindo-nos integral a difícil $\int v\du$ se $\int u \dv$ for +fácil, conversamente permitindo-nos integral a difícil $\int u \dv$ +desde que $\int v \du$ seja fácil. Em outras palavras, uma das duas +precisa ser fácil de integrar e é por isso que precisamos de alguma +sabedoria ao escolher $u$ e $v$ durante a integração por partes. + +Além disso, note também que há situações em que é preciso integrar +por-partes múltiplas vezes e até usar de alguma criatividade pra sair +de uma alguma ``sinuca de bico''. É o caso, por exemplo, de $\int e^x +\sin x \dx$, em que é preciso aplicar por-partes duas vezes e então +considerar a circularidade do termo $\int e^x \sin x \dx$ como uma +incógnita a ser descoberta. + +Há integrais divertidas de se computar de onde se extrai, por exemplo, +a bonita fórmula +% + $$\int x^n e^x \dx = e^x \left(\sum_{i=0}^n (-1)^i \frac{n!}{n - i + 1} x^{n - i}\right) + c.$$ +% +Por exemplo, $\int x^5 e^x \dx = e^x (x^5 - 5 x^4 + 20 x^3 - 60x^2 + +120x - 120) + c$. Essa fórmula vem da integração +por-partes. Escolhe-se sempre o termo $x^i$ como função $u$ e $e^x$ +como função $v$. Aplica-se a integração por-partes $n$ vezes +(recursivamente) e em seguida substitui-se de volta em direção ao +problema original. Okay, agora tragamos nossa atenção para as +integrais de funções trigonométricas. + +%% \subsection{A integral de funções trigonométricas} +%% +%% Começamos por observar que integrar $\tg x$ não é difícil porque ela é +%% obtida por uma substituição trivial. Primeiro escreva $\tg x = \sin x +%% / \cos x$. \section{Studying functions} @@ -5909,8 +5982,6 @@ Newton nos dá a sequência e daí obtemos $a_0 = 3$, $a_1 \approx 2.7041$, $a_2 \approx 2.7182$, obtendo uma precisão de pelo menos quatro casas decimais. -%\subsection{} - \newpage \tableofcontents \newpage \printbibliography