¿Por qué equiparamos una integral indefinida a un valor específico?

Supongamos que queremos obtener un vector de desplazamiento definido como s ( t ) = X ( t ) i + y ( t ) j + z ( t ) k de las componentes de un vector de velocidad v ( t ) = X ˙ ( t ) i + y ˙ ( t ) j + z ˙ ( t ) k = 0 . Según mis notas, esto se puede hacer igualando cada componente escalar del vector desplazamiento a la integral indefinida de los escalares correspondientes del vector velocidad, es decir

s ( t ) = ( X ( t ) = X ˙   d t y ( t ) = y ˙   d t z ( t ) = z ˙   d t )
Pero como F ( X )   d X = { F ( X ) : d F d X = F ( X ) } , esto debería ser sintácticamente incorrecto, porque estamos dando a entender que un número es igual a un conjunto infinito de números, ¿o me estoy perdiendo algo?

Además, esto también conduce a una extraña ecuación al resolver la integral; por ejemplo, teniendo en cuenta la X -componente de s , tendríamos eso

X ( t ) = X ˙   d t = C 1

Lo cual es correcto, pero también significaría que el X -componente de la velocidad podría ser igual a cualquier valor perteneciente a R . Por eso, sustituimos C 1 con la condición inicial y la igualamos a cero, dándole un valor específico: C 1 = 0 . Pero, para mí, esto suena como una ruptura de la definición de integrales indefinidas, como X ˙   d t = C 1 = 0 básicamente significaría que una integral indefinida es una función específica.

Sé que esta puede ser una pregunta muy tonta, y tal vez tenga que ver con los mismos atajos que hacen que no especifiquemos " C R " al sumar la constante C en las soluciones de una integral indefinida, pero esta duda realmente me está desafiando y todavía no entiendo si me estoy perdiendo algún punto o en realidad debería escribirse X ( t ) = C 1 = 0 X ˙   d t . ¡Muchas gracias por adelantado!

Respuestas (2)

En física, con frecuencia omitimos los límites de la integral cuando los límites pueden deducirse del contexto. Entonces, en el primer caso, la relación real es:

X ( t ) = X ( 0 ) + 0 t X ˙ d t .

Sin embargo, la mayoría de las veces, cuando los límites no se incluyen, los límites implícitos se encuentran sobre todos los valores posibles de la variable ficticia. Por ejemplo:

q = ρ ( X ) d X 3
se entiende como la integral sobre todo el espacio.

Estás siendo confundido por el atajo que tomaron las personas que escribieron esa expresión. Significan que la integral debe tomarse entre límites definidos.

Sería más correcto decir

X ( t ) = X ( 0 ) + 0 t X ˙ d t

Pero eso se vuelve prolijo. La mayoría de la gente, al ver la expresión como la diste, entenderá que significa lo que escribí. Pero técnicamente, no es lo mismo.