Lição 84 — Técnica: substituição (u-substitution)
Substituição u = g(x): inversa da regra da cadeia. A técnica mais usada de integração. Versões indefinida e definida. Reconhecimento de padrão.
Used in: 3.º ano do EM (17 anos) · Equiv. Math II japonês cap. 6 · Equiv. Klasse 12 alemã
Rigorous notation, full derivation, hypotheses
Teorema e procedimento
Teorema del cambio di variabile
"La regola di sostituzione è l'equivalente per l'integrazione della regola della catena per la derivazione." — OpenStax Calculus Vol. 1, §5.5
Dimostrazione. Se , dalla regola della catena: . Quindi è un'antiderivata di . Per il TFC2:
Procedura meccanica
Segno che la sostituzione funzionerà
L'integrando deve contenere moltiplicato per la derivata del "qualcosa" (o un multiplo costante di quella derivata).
Esempi di pattern:
| Integrando | ||
|---|---|---|
| (necessita aggiustamento ) | ||
| (aggiustamento ) |
Esempi risolti
Exercise list
30 exercises · 7 with worked solution (25%)
- Ex. 84.1Application
Calcola .
- Ex. 84.2Application
Calcola .
- Ex. 84.3Application
Calcola .
- Ex. 84.4Application
Calcola .
- Ex. 84.5Application
Calcola .
- Ex. 84.6Application
Calcola .
- Ex. 84.7ApplicationAnswer key
Calcola .
- Ex. 84.8ApplicationAnswer key
Calcola .
- Ex. 84.9Application
Calcola .
- Ex. 84.10Application
Calcola .
- Ex. 84.11Application
Calcola .
- Ex. 84.12Application
Calcola .
- Ex. 84.13ApplicationAnswer key
Calcola .
- Ex. 84.14Application
Calcola .
- Ex. 84.15Application
Calcola .
- Ex. 84.16ApplicationAnswer key
Calcola .
- Ex. 84.17Application
Calcola .
- Ex. 84.18UnderstandingAnswer key
Quale sostituzione è più adatta per calcolare ?
- Ex. 84.19Understanding
Quando si prova a usare la sostituzione , ci si accorge che il è moltiplicato per una costante diversa da 1. Che cosa fare?
- Ex. 84.20Application
Calcola .
- Ex. 84.21Application
Calcola .
- Ex. 84.22Application
Calcola .
- Ex. 84.23Modeling
Un fondo di reddito fisso ha tasso di versamento di R$ 500 al mese con crescita esponenziale: reali al mese. Calcola il saldo accumulato dopo 12 mesi.
- Ex. 84.24Application
Calcola .
- Ex. 84.25ApplicationAnswer key
Calcola .
- Ex. 84.26Application
Calcola . (Suggerimento: osserva i limiti dopo la sostituzione.)
- Ex. 84.27Challenge
Calcola .
- Ex. 84.28Challenge
Prova a calcolare per sostituzione. Identifica perché la sostituzione semplice fallisce qui, e scrivi la risposta (che richiede integrazione per parti, Lezione 85).
- Ex. 84.29ProofAnswer key
Dimostra che dove e .
- Ex. 84.30Modeling
Un veicolo ha accelerazione m/s², partendo da fermo (). Trova usando sostituzione e calcola la velocità in s.
Fonti
- Active Calculus — Boelkins · §5.1 · CC-BY-NC-SA. Motivazione della sostituzione come inversione della regola della catena.
- APEX Calculus — Hartman et al. · §6.1 · CC-BY-NC. Procedura meccanica, aggiustamento di costante, integrale definito con scambio di limiti.
- OpenStax Calculus Volume 1 · §5.5 · CC-BY-NC-SA. Teorema formale, esempi con radicali e trigonometria, esercizi di integrale definito.