5 votos

Teorema Fundamental del Cálculo Parte 1

Si estoy tomando la derivada con respecto al $t$ de la integral: $$\int_{-\infty}^t (t-\tau)u(\tau)d\tau$$ ¿El teorema Fundamental del Cálculo resultado en la respuesta de $0$?

Estoy tratando de escribir el sistema en forma implícita, que es la razón por la que estoy haciendo. Creo que la forma implícita sería: $\dfrac{dy}{dt} = 0$.

Edit: La razón por la que no se siente cómodo utilizando el Teorema Fundamental del Cálculo es desde el límite inferior no es constante. En lugar de eso es el infinito negativo.

Gracias por todas las respuestas.

1voto

Winther Puntos 12208

No olvide que usted tiene $t$ también en el interior del integrando. Usted puede lidiar con esto en varias formas diferentes.

La manera más simple aquí es escribir $$\int_{-\infty}^t(t-\tau)u(\tau)d\tau = t\int_{-\infty}^tu(\tau)d\tau - \int_{-\infty}^t\tau u(\tau)d\tau$$

Ahora, tomando la derivada usando la regla del producto que usted consigue

$$\frac{d}{dt}\left(\int_{-\infty}^t(t-\tau)u(\tau)d\tau\right) = \int_{-\infty}^tu(\tau)d\tau + t \frac{d}{dt}\left(\int_{-\infty}^tu(\tau)d\tau\right) - \frac{d}{dt}\left(\int_{-\infty}^t\tau u(\tau)d\tau\right)$$

y utilizar el teorema fundamental del cálculo (véase también el de Andre respuesta aquí).

La otra forma de hacerlo es utilizar Leibniz regla que dice que

$$\frac{d}{dt} \int_a^t f(t,\tau) d\tau = f(t,t) + \int_a^t \frac{\partial }{\partial t}f(t,\tau) d\tau$$

donde para su caso $f(t,\tau) = (t-\tau)u(\tau) \to \frac{\partial}{\partial t} f(t,\tau) = u(\tau)$. En cualquier caso, si se hace correctamente, usted debe terminar con $\int_{-\infty}^tu(\tau)d\tau$ como la respuesta final.

${\bf Edit:}$

Como una respuesta anterior que ahora se elimina trató de decir: no importa que el su $-\infty$ en el límite inferior de la integral, usted todavía puede usar el teorema fundamental del cálculo. Para ver esto de escribir (para cualquier $a$) $$\int_{-\infty}^t g(x) dx = \int_{-\infty}^a g(x) dx + \int_{a}^t g(x) dx$$

y ahora toma la derivada para obtener

$$\frac{d}{dt}\left(\int_{-\infty}^t g(x) dx\right) = g(t)$$

puesto que la derivada de la primera legislatura (que es una constante) se desvanece.

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X