Cálculo


El cálculo , originalmente llamado cálculo infinitesimal o "el cálculo de infinitesimales ", es el estudio matemático del cambio continuo, de la misma manera que la geometría es el estudio de la forma y el álgebra es el estudio de generalizaciones de operaciones aritméticas .

Tiene dos ramas principales, cálculo diferencial y cálculo integral ; el primero se refiere a las tasas de cambio instantáneas y las pendientes de las curvas, mientras que el cálculo integral se refiere a la acumulación de cantidades y áreas debajo o entre curvas. Estas dos ramas están relacionadas entre sí por el teorema fundamental del cálculo , y hacen uso de las nociones fundamentales de convergencia de sucesiones infinitas y series infinitas hasta un límite bien definido . [1]

El cálculo infinitesimal fue desarrollado de forma independiente a finales del siglo XVII por Isaac Newton y Gottfried Wilhelm Leibniz . [2] [3] Hoy en día, el cálculo tiene usos generalizados en ciencia , ingeniería y economía . [4]

En la educación matemática , el cálculo denota cursos de análisis matemático elemental , que se dedican principalmente al estudio de funciones y límites. La palabra cálculo ( cálculo plural ) es una palabra latina , que originalmente significa "guijarro pequeño" (este significado se mantiene en medicina - ver Cálculo (medicina) ). Debido a que estos guijarros se usaban para contar (o medir) una distancia recorrida por los dispositivos de transporte que se usaban en la antigua Roma, [5] el significado de la palabra ha evolucionado y hoy en día generalmente significa un método de cálculo. Por lo tanto, se utiliza para nombrar métodos específicos de cálculo y teorías relacionadas, comocálculo proposicional, cálculo de Ricci , cálculo de variaciones , cálculo lambda y cálculo de procesos .

El cálculo moderno fue desarrollado en la Europa del siglo XVII por Isaac Newton y Gottfried Wilhelm Leibniz (independientemente el uno del otro, publicando por primera vez aproximadamente al mismo tiempo), pero algunos elementos aparecieron en la antigua Grecia, luego en China y el Medio Oriente, y aún más tarde nuevamente. en la Europa medieval y en la India.

El período antiguo introdujo algunas de las ideas que llevaron al cálculo integral , pero no parece haberlas desarrollado de manera rigurosa y sistemática. Los cálculos de volumen y área , uno de los objetivos del cálculo integral, se pueden encontrar en el papiro egipcio de Moscú ( dinastía XIII , c.  1820  aC); pero las fórmulas son instrucciones simples, sin indicación del método, y algunas de ellas carecen de componentes importantes. [6]


Arquímedes utilizó el método del agotamiento para calcular el área bajo una parábola.
Alhazen, matemático y físico árabe del siglo XI
Isaac Newton desarrolló el uso del cálculo en sus leyes del movimiento y la gravitación .
Gottfried Wilhelm Leibniz fue el primero en enunciar claramente las reglas del cálculo.
Maria Gaetana Agnesi
Recta tangente en ( x 0 , f ( x 0 )) . La derivada f ′ ( x ) de una curva en un punto es la pendiente (subida sobre la carrera) de la línea tangente a esa curva en ese punto.
La derivada f ′ ( x ) de una curva en un punto es la pendiente de la recta tangente a esa curva en ese punto. Esta pendiente se determina considerando el valor límite de las pendientes de las líneas secantes. Aquí la función involucrada (dibujada en rojo) es f ( x ) = x 3 - x . La recta tangente (en verde) que pasa por el punto (−3/2, −15/8) tiene una pendiente de 23/4. Tenga en cuenta que las escalas vertical y horizontal en esta imagen son diferentes.
Velocidad constante
Se puede pensar que la integración mide el área bajo una curva, definida por f ( x ) , entre dos puntos ( aquí ayb ) .
La espiral logarítmica de la concha de Nautilus es una imagen clásica utilizada para representar el crecimiento y el cambio relacionados con el cálculo.