Ολοκλήρωμα
Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Η ολοκλήρωση είναι στοιχειώδης έννοια των προχωρημένων μαθηματικών, ειδικά στα πεδία της απειροστικού λογισμού και της μαθηματικής ανάλυσης. Δεδομένης μιας συνάρτησης f(x) μιας πραγματικής μεταβλητής x και ένα διάστημα [a,b] της γραμμής των πραγματικών αριθμών, το ολοκλήρωμα
αντιστοιχεί στην επιφάνεια της περιοχής του επιπέδου xy που ορίζεται από το γράφημα της f, τον άξονα x και τις κάθετες γραμμές x=a και x=b.
Ο όρος "ολοκλήρωμα" μπορεί επίσης να αναφέρεται στην έννοια της αντιπαραγώγου ή παράγουσας συνάρτησης, η οποία είναι μια συνάρτηση F της οποίας η παράγωγος είναι η αρχική f. Σ'αυτή την περίπτωση λέγεται και αόριστο ολοκλήρωμα, ενώ τα ολοκληρώματα που αναφέρονται σε αυτό το άρθρο λέγονται ορισμένα ολοκληρώματα.
Μερικοί συγγραφείς θεωρούν διαφορετική την έννοια της αντιπαραγώγου από το αόριστο ολοκλήρωμα. Η διαφορά είναι ότι αντιπαράγωγος είναι κάθε συνάρτηση της οποίας η παράγωγος δίνει την f, ενώ το αόριστο ολοκλήρωμα της f είναι μια οικογένεια συναρτήσεων που διαφέρουν μεταξύ τους κατά μια σταθερά, κάθε μια από τις οποίες είναι αντιπαράγωγος της f.[1]
Οι αρχές της ολοκλήρωσης διατυπώθηκαν από τον Ισαάκ Νιούτον και τον Γκότφριντ Βίλχελμ Λάιμπνιτς στο τέλος του 17ου αιώνα. Μέσα από το θεμελιώδες θεώρημα του απειροστικού λογισμού, που ανέπτυξαν ανεξάρτητα, η ολοκλήρωση συνδέεται με την παραγώγιση και το ορισμένο ολοκλήρωμα μιας συνάρτησης μπορεί εύκολα να υπολογιστεί μόλις γίνει γνωστή η αντιπαράγωγος. Τα ολοκληρώματα και οι παραγώγοι έγιναν τα βασικά εργαλεία του απειροστικού λογισμού, με πολυάριθμες εφαρμογές στην επιστήμη και τη μηχανική.
Ένας αυστηρός μαθηματικός ορισμός του ολοκληρώματος δόθηκε από τον Μπέρναρντ Ρίμαν. Βασίζεται σε ένα όριο που προσεγγίζει την επιφάνεια μιας καμπυλόγραμμης περιοχής με το να σπάει την περιοχή σε κάθετες λωρίδες. Τον 19ο αιώνα άρχισαν να εμφανίζονται πιο εξελιγμένες έννοιες του ολοκληρώματος, όπόυ ο τύπος της συνάρτησης όπως και το πεδίο ορισμού της ολοκλήρωσης έχουν γενικευθεί. Το επικαμπύλιο ολοκλήρωμα ορίζεται για συναρτήσεις δύο ή τριών μεταβλητών, και το διάστημα της ολοκλήρωσης [a,b] αντικαθίστανται από μια καμπύλη μεταξύ δυο σημείων του επιπέδου ή του χώρου. Στα ολοκληρώματα επιφάνειας, η καμπύλη αυτή αντικαθίστανται από μια επιφάνεια στον τρισδιάστατο χώρο. Τα ολοκληρώματα διαφορικής μορφής παίζουν θεμελιώδη ρόλο στη σύχρονη διαφορική γεωμετρία. Αυτές οι γενικεύσεις του ολοκληρώματος αρχικά εξελίχθηκαν από τις ανάγκες της φυσικής, και παίζουν σημαντικό ρόλο στη διατύπωση πολλών φυσικών νόμον, κυρίως αυτών της ηλεκτοδυναμικής. Σύχρονες έννοιες της ολοκλήρωσης βασίζονται στην αφηρημένη μαθηματική θεωρία γνωστή ως ολοκλήρωση Λεμπέσκ, που αναπτύχθηκε από τον Χένρι Λεμπέσκ.
Αυτό το άρθρο βασίζεται στο αντίστοιχο άρθρο της aγγλικής Βικιπαίδειας.