Kamiran

Daripada Wikipedia, ensiklopedia bebas.
Lompat ke: pandu arah, cari
Kamiran tentu suatu fungsi boleh diwakilkan sebagai luas bertanda kawasan yang dibatasi oleh grafnya
Topik dalam Kalkulus

Teorem asas
Had fungsi
Keselanjaran
Teorem nilai min

Kalkulus pembezaan

Terbitan
Perubahan pemboleh ubah
Pembezaan tersirat
Teorem Taylor
Kadar terhubung
Identiti
Petua:
Petua kuasa
Petua hasil darab
Petua hasil terbahagi
Petua rantai

Kamiran ialah satu konsep penting dalam matematik yang, bersama dengan pembezaan, membentuk antara operasi utama dalam kalkulus. Diberi fungsi ƒ satu pemboleh ubah nyata x dan sela [ab] garis nyata, kamiran tentu

\int_a^b f(x)\,dx \, ,

ditakrifkan secara tidak formal sebagai luas bertanda bersih kawasan di satah-xy yang dibatasi dengan graf ƒ, paksi-x, dan garis menegak x = a dan x = b.

Istilah kamiran juga boleh merujuk kepada tanggapan antiterbitan, fungsi F yang terbitannya ialah fungsi diberi ƒ. Dalam kes ini ia dipanggil kamiran tak tentu, manakala kamiran yang dibincangkan dalam rencana ini dipanggil kamiran tentu. Sesetengah penulis mengekalkan perbezaan antara antiterbitan dan kamiran tak tentu.

Prinsip kamiran telah diterbitkan oleh Isaac Newton dan Gottfried Leibniz secara berasingan (mereka berada di tempat yang berbeza, namun menerbitkan hasil kerja pada waktu yang sama) pada lewat kurun ke-17. Melalui teori asas kalkulus, yang juga diterbitkan oleh mereka berdua, kamiran dikaitkan dengan pembezaan, satu konsep yang diketahui umum ketika itu. Perkaitan itu menyatakan bahawa jika f adalah satu fungsi selanjar dengan nilai nyata serta had [a, b], maka apabila antiterbitan F untuk f diketahui, kamiran tentu f dalam had yang diberikan adalah

\int_a^b f(x)\,dx = F(b) - F(a)\, .

Kamiran dan terbitan adalah asas kalkulus. Kedua-duanya boleh diguna pakai dalam pelbagai bidang sains dan kejuruteraan. Selain kaedah di atas, kaedah Bernhard Riemann juga boleh diterima. Menurut kaedah ini, kawasan di bawah suatu garis itu dipecahkan kepada kepingan-kepingan mencancang yang kecil. Untuk mencari kamiran bagi fungsi garis tadi, luas setiap kepingan dikira dan dijumlahkan. Namun kaedah ini mempunyai batasnya, terutama dalam aplikasi. Bermula abad ke-19, kaedah-kaedah yang lebih canggih muncul, di mana jenis-jenis kamiran serta kawasan dimana kamiran dilakukan semakin kompleks. Sebagai contoh, kamiran garisan adalah kamiran untuk fungsi dengan dua atau tiga anu, dan had [a, b] diubah kepada satu lengkungan yang menyambungkan dua titik dalam satu satah atau ruang. Kamiran permukaan pula merupakan kamiran sekeping permukaan dalam ruang tiga matra. Kaedah-kaedah ini muncul mulanya kerana perkembangan dalam fizik. Kamiran memainkan peranan penting dalam banyak hukum fizik, terutama dalam elektrodinamik. Kini, terdapat banyak kaedah moden untuk menyelesaikan kamiran. Salah satu kaedah yang terkenal dipanggil kamiran Lebesgue yang diterbitkan oleh Henri Lebesgue.

Sejarah[sunting | sunting sumber]

Kamiran sebelum penerbitan kalkulus[sunting | sunting sumber]

Kamiran telah diguna pakai sejak zaman Mesir purba lagi ca. 1800 BC, dimana Papirus Matematik Moscow (Moscow Mathematical Papyrus) telah menunjukkan formula untuk menyelesaikan masalah berkaitan piramid. Teknik pertama yang sistematik dan tersusun dalam menyelesaikan masalah kamiran adalah kaedah penyusutan (exhaustion method) oleh Eudoxus ca. 370 BC. Kaedah ini digunakan untuk mencari luas kawasan dengan memecahkan kawasan itu kepada kawasan-kawasan kecil yang luasnya diketahui. Kaedah ini juga boleh digunakan untuk mencari isipadu. Archimedes menggunakan kaedah penyusutan untuk mengira nilai π, luas bulatan dan luas parabola. Kaedah yang hampir sama telah dibina oleh ahli matematik Cina Liu Hui, juga untuk mencari luas bulatan. Kaedah Liu Hui pula dikembangkan oleh pasangan ayah dan anak Zu Chongzhi dan Zu Geng untuk mencari isipadu sfera.[1] Abad yang sama, ahli matematik India Aryabhata menggunakan kaedah yang hampir sama untuk mencari luas kiub.[2]

Langkah seterusnya dalam perkembangan kamiran adalah di Iraq apabila ahli matematik Islam abad ke-11, [[Ibn Al-Haitham (atau Alhazen di Eropah) merancang satu masalah yang kini dikenali sebagai "masalah Al-Haitham" dalam buku fiziknya "Kitab Al-Manazir" (Book of Optics atau Buku tentang Penglihatan). Masalah ini membawa kepada persamaan darjah keempat (iaitu persamaan yang melibatkan kuasa 4 atau x4). Semasa menyelesaikan permasalahan ini, beliau telah menggunakan kamiran untuk mencari isipadu paraboloid. Menggunakan induksi matematik melalui pengiraan, beliau telah mengasaskan kamiran untuk polinomial darjah keempat. Namun Ibn Al-Haitham tidak mengambil berat akan polinomial dengan darjah lebih tinggi dari 4.[3] Selain Ibn Al-Haitham, ide-ide tentang kamiran juga boleh ditemui dalam buku astronomi Siddhanta Shiromani yang ditulis oleh ahli matematik India Bhaskara II pada kurun ke-12.

Kemajuan seterusnya muncul pada kurun ke-16. Pada masa ini asas kalkulus moden telah tercipta melalui pengiraan yang dibuat oleh Cavalieri dengan prinsip Cavalieri dan kerja-kerja Fermat. Langkah untuk penciptaan kalkulus moden ini semakin dikukuhkan oleh Barrow dan Torricelli pada awal kurun ke-17 apabila kedua-duanya menyatakan terdapat hubungan antara pembezaan dan kamiran.

Pada masa yang hampir sama, ahli matematik Jepun juga banyak membuat pengiraan kamiran, terutama Seki Kōwa.[4] Beliau membuat beberapa sumbangan seperti mengaplikasikan kaedah penyusutan untuk mencari luas kawasan melalui kamiran.

Newton and Leibniz[sunting | sunting sumber]

Perkembangan besar dalam kamiran muncul pada abad ke-17 apabila kedua-dua Newton dan Leibniz menerbitkan teori asas kalkulus (fundamental theorem of calculus). Teori ini membuktikan kaitan antara kamiran dan pembezaan. Perkaitan ini, dicampur dengan pembezaan yang jauh lebih senang daripada kamiran, digunakan oleh kedua-duanya untuk membuktikan kewujudan kamiran dengan sistematik dan saintifik. Kamiran menyelesaikan banyak masalah yang gagal diselesaikan dengan pembezaan. Sesuatu fungsi yang berterusan boleh dianalisa dengan tepat melalui kalkulus yang diberi nama infinitesimal calculus ini. Kerja-kerja Newton dan Leibniz ini akhirnya dipanggil kalkulus moden, dimana tatanama untuk kamiran diambil secara langsung dari kerja Leibniz.

Lihat juga[sunting | sunting sumber]

Nota[sunting | sunting sumber]

  1. Shea, Marilyn (May 2007), Biography of Zu Chongzhi, University of Maine, diperoleh pada 9 January 2009 
    Katz, Victor J. (2004), A History of Mathematics, Brief Version, Addison-Wesley, ms. 125–126, ISBN 978-0-321-16193-2 
  2. Victor J. Katz (1995), "Ideas of Calculus in Islam and India", Mathematics Magazine 68 (3): 163-174 [165]
  3. Victor J. Katz (1995), "Ideas of Calculus in Islam and India", Mathematics Magazine 68 (3): 163–174 [165–9 & 173–4]
  4. http://www2.gol.com/users/coynerhm/0598rothman.html

Rujukan[sunting | sunting sumber]

Pautan luar[sunting | sunting sumber]

Wikibuku
Wikibuku mempunyai satu buku topik mengenai

Buku dalam talian[sunting | sunting sumber]

Templat:Integral