Quanto sono contento che, come mi ha fatto rimarcare il mio grandissimo amico Paolo Letizia (qui in questa fotO nel marzo 1962) mi sono riallacciato totalmente, senza si e senza ma, alla mia vera , unica essenza esistenziale, che a questo punto si configura sopratutto come insistenziale ....di fiero reazionario, anti modernista, anti progressista, anti tecnologico,a questo punto anche antidemondizzazionista (secondol'accezione Junghiana e anche Heideggeriana, suscettibile di scadere sempre un pò alla Mephisto di Klaus Mann): decisamente orientato "A DESTRA", senza mai aver avuto niente a che spartire con l'aborrita sinistra buonista e political corrett....(non so neppure come si scrive, nè lo voglio sapere. DESTRA, DESTRA, DESTRA come la mano, come il braccio e la gamba , come l'emisfero del cervello quello dell'intuizione, dell'arte , della poesia, e se qualche cosa deve essere di conto, di calcolo, ebbene può anche esserlo, ma con una accezione narcisista e peculiarità di infinitesimale. come è noto Il calcolo infinitesimale si basa sul concetto di limite di funzione e di infinitesimo, inteso come valore estremamente piccolo assunto dalla funzione nei punti prossimi a uno in cui essa si annulla. Per convenzione, si usa suddividere il calcolo infinitesimale in calcolo differenziale, che approfondisce il comportamento delle funzioni nell’operazione di derivazione, e in calcolo integrale, che studia le proprietà delle funzioni nell’operazione di integrazione, il calcolo infinitesimale è essenziale per la formalizzazione matematica dei fenomeni naturali e viene utilizzato come strumento di lavoro in tutte le discipline di scienze fisiche. Il concetto di infinitesimale cioè di grandezza che può essere resa più piccola di ogni grandezza assegnabile o, come meno propriamente si dice,di grandezza tendente a zero è gia rintracciabile nel pensiero greco. Dice infatti Anassagora un sofista come Gorgia, come Protagora di cui spesso ho citato la massima più famosa "l'uomo è la misura di tutte le cose, di quelle che sono in quanto sono, di quelle che non sono in quanto non sono ".... “ non vi è mai limite minimo del piccolo ma vi è sempre un più piccolo essendo impossibile che ciò che è cessi di essere per divisione” questa affermazione può essere letta come infinita divisibilità e vi si può dunque rintracciare un primitivo concetto di limite. Le radici del calcolo infinitesimale sono da ricercare nella geometria dell'antica Grecia. Democrito calcolò il volume della piramide e del cono, probabilmente considerandoli costituiti da un numero infinito di sezioni di spessore infinitamente sottile. Eudosso e Archimede usarono il "metodo di esaustione" per determinare l'area del cerchio, approssimandola a quella di poligoni in esso inscritti, dal numero di lati via via maggiore. I problemi che sorsero nella comprensione dei numeri irrazionali. Di Leibniz e Newton ho già diffusamente parlato in molti post dei miei blog, per cui passo al XVIII secolo che vide l'applicazione del calcolo infinitesimale in tutto il mondo: fondamentale il contributo di Lagrange che per la prima volta mostrò la possibilità di risolvere compiutamente entro l’analisi i problemi di statica e dinamica (Meccanica analitica, 1788); comunque l'uso approssimativo delle quantità infinite e infinitesime pose in discussione i fondamenti della teoria e innescò un acceso dibattito, cui presero parte numerosi esponenti di spicco delle comunità filosofica e scientifica. Nel XIX secolo, grazie all'analisi, le vaghe nozioni di infiniti e infinitesimi allora esistenti vennero sostituite con definizioni precise, formulate in termini di quantità finite. Bernhard Bolzano con i suoi Paradossi sull’infinito e Augustin–Louis Chaucy definirono con precisione i limiti e le derivate; lo stesso Chaucy, insieme a George Riemann, formalizzò il calcolo integrale, ed ebbe il grande merito di aver portato nell’analisi matematica una profonda esigenza di rigore sconosciuta ai matematici dei secoli precedenti che si erano preoccupati soprattutto di applicare il calcolo infinitesimale a problemi sempre nuovi, quasi sempre a scapito del rigore mentre Julius Dedekind e Karl Theodor Weistrass fecero altrettanto per i numeri reali. Fu dimostrato che le funzioni differenziabili sono continue, e le funzioni continue sono integrabili, ma che per nessuna delle due affermazioni vale il teorema inverso. Nella matematica del Settecento e dell’Ottocento l’infinito fu definito mediante il concetto di “limite” al quale però i matematici del tempo non riconobbero un tipo di grandezza a sé stante. Diceva Gauss in una lettera del 1831: “Protesto contro l’uso di una grandezza infinita come qualcosa di completo, uso che non venne mai ammesso nella matematica. L’infinito è soltanto una "façon de parler" a voler essere rigorosi si parla invece di limiti, cui alcuni rapporti vengono vicini quanto di vuole, mentre ad altri rapporti è permesso crescere oltre ogni misura".
Il calcolo infinitesimale è un ramo della matematica che studia principalmente i concetti di limite, funzione, derivata, integrale e serie infinite. Questa branca costituisce la parte più consistente della matematica e sta alla base di molte equazioni che descrivono i fenomeni fisici e meccanici, il calcolo infinitesimale è lo studio di come le cose cambiano: si tratta di una branca della matematica che osserva i numeri e le linee, che appartengono in genere al mondo reale, e cerca di descrivere il modo in cui cambiano. Sebbene a prima vista possa sembrare un'analisi con poca utilità, il calcolo infinitesimale è invece uno dei rami della matematica più applicati al mondo. Immagina di avere gli strumenti necessari per capire quanto velocemente il tuo volume d'affari aumenti in ogni momento, oppure che ti permettano di tracciare la rotta di una navicella spaziale e capire quanto velocemente questa consumi il carburante. A questo punto è evidente che si tratta di un mezzo fondamentale in ingegneria, economia, statistica, chimica e fisica e che ha permesso la realizzazione di molte invenzioni e scoperte del mondo reale. Si dovrà anzitutto familiarizzarsi con il concetto di "funzioni":le funzioni sono relazioni fra due numeri e si utilizzano per analizzare dei rapporti numerici nel mondo reale. Si tratta delle regole rispettate da dei numeri fra loro correlati e i matematici le rappresentano con dei grafici. In una funzione, ogni dato inserito porta a un risultato. Per esempio nella funzione y = 2x + 4, per ogni valore assegnato a "x" corrisponde un nuovo valore di "y". Se x = 2, allora y = 8, se x = 10, allora y = 24. Tutti gli studi del calcolo infinitesimale si concentrano sulle funzioni per capire come cambiano, per poi applicarle alle relazioni nel mondo reale. Le funzioni spesso sono scritte rispettando questo tipo di notazione: f(x) = x + 3. Questo significa che la funzione, f(x), prevede di sommare il valore 3 a ogni valore di x. Se vuoi assegnare il valore 2 alla variabile x allora devi scrivere: f(2) = 2 + 3 cioè f(2) = 5. Tuttavia, le funzioni possono descrivere delle relazioni ben più complesse. La NASA, ad esempio, ha sviluppato funzioni che fanno capire la velocità di un razzo basandosi sulla quantità di carburante consumato, la resistenza del vento e il peso della navicella. Prendiamo il concetto di infinito: lo si può associare alla ripetizione continua e senza fine di un processo. Non si tratta di un luogo specifico (non si puo' raggiungere l'infinito), ma piuttosto il comportamento di un numero o di una equazione che viene calcolato continuamente. Questo è un fattore molto importante per studiare il cambiamento: forse vuoi sapere la velocità della tua auto in ogni dato momento; tuttavia, significa che vuoi sapere la velocità di un determinato secondo, di un certo millisecondo o di un nanosecondo? Puoi calcolare la velocità dell'auto per intervalli di tempo infinitamente sempre più piccoli per essere estremamente preciso. Questo è il momento in cui il calcolo infinitesimale ti viene in aiuto, e qui ci viene in aiuto un altro concetto quello di limite.Il limite ti informa di cosa succede quando un processo è in prossimità dell'infinito. Ad esempio, prendi il numero 1 e dividilo per 2. Poi continua a dividere il risultato per 2. Il numero 1 diventerà prima 1/2 poi 1/4, 1/8, 1/16, 1/32 e così via. A ogni passaggio il quoziente è sempre più piccolo "avvicinandosi" allo zero. Ma come finirà? Quante volte devi dividere 1 per 2 per ottenere 0? Nel calcolo infinitesimale, invece di rispondere a questa domanda, imponi un limite. Nel caso di questo esempio il limite è lim=0.
I limiti sono facilmente visualizzabili su un grafico; ad esempio, ci sono dei punti a cui il grafico si avvicina moltissimo senza mai toccarli?
I limiti possono essere un numero, zero oppure l'infinito. Ad esempio se procedi con la somma 1 + 2 + 2 + 2 + 2 + ... all'infinito, il tuo numero finale sarà infinitamente grande. In questo caso il limite sarebbe l'infinito..
Sostanzialmente lo scopo principale del calcolo infinitesimale è quello di capire perché qualcosa sta cambiando in un preciso istante. Si può studiare non solo la velocità di una vettura, ma anche analizzare la variazione di velocità in ogni dato momento. Questo è uno degli esempi più semplici in cui si utilizza il calcolo infinitesimale; tuttavia, è estremamente importante: immagina quanto sia utile conoscere questo dato in merito a una navicella spaziale che sta cercando di raggiungere la luna! Trovare la variazione istantanea è un processo chiamato derivazione. Il calcolo differenziale è il primo dei due insiemi principali che compongono il calcolo infinitesimale. E' a questo punto che entrano in gioco le derivate: comprendere come una funzione cambia in un determinato istante. Il termine "derivata" sottende"quanto velocemente cambia un dato". La derivata più comune con cui ci confrontiamo ogni giorno è relativa alla velocità. Probabilmente non la chiami "derivata della velocità" bensì "accelerazione". L'accelerazione è una derivata che ti dice quanto rapidamente un oggetto sta aumentando o diminuendo la sua velocità, cioè in che modo modifica la sua velocità.La derivata rappresenta anche la pendenza (coefficiente angolare) fra due punti sul grafico. Questa è una delle scoperte chiave del calcolo infinitesimale. La derivata fra due punti corrisponde alla pendenza della retta che li unisce. Pensa a una retta comune, come quella identificata dalla funzione y = 3x. In questo caso il coefficiente angolare è pari a 3, il che significa che al variare di x, y varia di 3 volte. La pendenza corrisponde alla derivata: un coefficiente angolare pari a 3 significa che la retta cambia di 3 volte a ogni variazione di x. Quando x = 2, y = 6; quando x = 3, y = 9.
Il coefficiente angolare di una retta è pari alla variazione di y divisa per la variazione di x.
Maggiore è la pendenza e più "verticale" è la retta. In genere si può dire che le rette con un elevato coefficiente angolare variano "più rapidamente".Quando si tratta di linee rette, il calcolo della pendenza è piuttosto semplice: quanto cambia il valore di y al cambiare di x? Nelle equazioni con linee curve, il calcolo si fa più complesso, ad esempio con y = x2. Per trovare una pendenza ancora più precisa, si avvicinano fra loro i punti. Minore è la distanza che li separa è più accurato sarà il valore. Gli scienziati studiano quanto velocemente si stanno estinguendo alcuni animali nel tentativo di salvarli. Tuttavia, gli animali hanno un tasso di mortalità superiore in inverno rispetto all'estate; quindi studiare la velocità media con cui gli esemplari scompaiono durante l'anno non è un dato utile; gli scienziati hanno bisogno di conoscere il tasso di mortalità in un intervallo più breve — ad esempio, dal primo luglio al primo agosto.
Trova delle linee infinitamente piccole per trovare la "variazione istantanea", o derivata. Questa è la fase in cui il calcolo infinitesimale può suscitare un po' di confusione, ma in verità è il risultato di due semplici fatti:per prima cosa si sa che il coefficiente angolare di una retta è pari alla velocità con cui cambia, in secondo luogo si sa che più sono vicini i due punti considerati e più preciso sarà il dato che si otterra'. Ma come è possibile trovare la pendenza in un punto se questa è il rapporto fra le variazioni di due punti? Il calcolo infinitesimale è la risposta: scegli due punti infinitamente vicini fra loro;basta ripensare all'esempio in cui si è cercato di dividere 1 per 2 all'infinito ottenendo: 1/2, 1/4, 1/8 e così via, alla fine ci si avvicinera' molto allo zero e la soluzione potrebbe essere "praticamente zero". In questo caso i due punti sono talmente vicini fra loro da essere "in pratica indistinguibili".Questa è la natura della derivata. Ci sono molte tecniche che permettono di trovare le derivate e dipendono dal tipo di equazione:ogni derivata è un modo per trovare la pendenza di una linea "infinitamente piccola".La derivata di y = x2, ad esempio, è Yl = 2x. Questo significa che può essere trovata la derivata per ogni punto del grafico y = x2 inserendolo nell'equazione della derivata. Al punto con coordinate (2; 4), dove x = 2 e y = 4, la derivata è 4, poiché Yl = 2*(2).
Le funzioni derivate, in genere, si indicano con un apice; ad esempio la derivata dell'equazione Y è scritta come Yl. E' importante ricordare che la derivata è la misura di quanto rapidamente qualcosa sta variando.
Ora per realizzare dei modelli geografici e studiare la loro area e il volume, ora questo viene definito "integrazione". Gli integrali permettono di calcolare la superficie che si trova al di sotto di ogni linea, quindi di trovare l'area di forme strane e irregolari.L'integrazione consiste nel sommare l'area di molti piccoli rettangoli per trovare quella totale. Se ingrandisci moltissimo un segmento curvo, questo apparirà come una linea piana. Ciò accade anche nella vita quotidiana, ad esempio non puoi vedere la curvatura della Terra perché sei troppo vicino alla superficie. L'integrazione crea una serie infinita di piccoli rettangoli sotto la linea curva e sono così piccoli che il lato "curvo" si può considerare piatto, così da procedere facilmente con i calcoli. Somma l'area di tutti questi piccoli rettangoli per trovare la superficie totale.Ecco il suo aspetto tipico:
∫ f(x) dx
l primo simbolo, ∫, indica l'integrazione. La seconda parte, f(x), indica la funzione in esame (2x + 2, t2 e così via), mentre la sigla dx che trovi alla fine indica la direzione in cui devi misurare.
Se alla fine dell'integrale trovi la sigla dy al posto di dx, significa che stai misurando in orizzontale, dall'asse delle y; Bisogna considerare che che l'integrazione è l'operazione inversa della derivazione:questo è un concetto "inamovibile" del calcolo infinitesimale ed è quello che ha permesso di raggiungere molte scoperte scientifiche e tecnologiche. Dato che queste due operazioni sono strettamente correlate, la loro combinazione ti permette di trovare il tasso di variazione, l'accelerazione, la velocità e il movimento, a prescindere dalle informazioni che si possiede.
Ad esempio, dato che la derivata della velocità è l'accelerazione, si puo' usare questo dato per trovarla,tuttavia, se si conosce solo l'accelerazione di un corpo (ad esempio di un oggetto che cade per effetto della gravità), si puo' procedere all'integrazione e trovare la velocità! Quindi, a prescindere dai dati in possesso, si puo' usare gli integrali e le derivate per conoscere più dettagli.
Con gli integrali si puo' anche trovare il volume di solidi tridimensionali. Se si ruota una figura piana attorno a un asse puoi creare un solido 3D. Immaginiamo di far ruotare una moneta sul tavolo, si notera' che si crea una sfera durante il suo movimento. Si puo' sfruttare questo concetto per trovare il volume in un processo definito "volume per rotazione".
In questa maniera si puo' trovare il volume di qualunque solido finché si è in possesso di una funzione che lo può tracciare. Ad esempio si puo' trovare una funzione che definisca il fondale di un lago e poi utilizzarla per calcolare il volume del lago stesso, cioè il suo contenuto di acqua.