Teoremas Relativos a Integral Definida (Parte 2)

Teorema 1: (Teorema do Valor Médio Para Integrais) Se
é contínua em
, então existe sobre este segmento um ponto
tal que
Sendo
uma função contínua no intervalo fechado e limitado
, ela assume o valor mínimo absoluto
e o valor máximo absoluto
neste intervalo. Assim,
para todo
. Integrando esta expressão de
a
, temos
Fazendo
Seja
a área sob o gráfico de
de
a
conforme a figura abaixo:
Teorema 2: Seja
uma função contínua no intervalo
. Então a função
![A(x) = \int_{a}^{x}f(t)dt [;A(x) = \int_{a}^{x}f(t)dt;]](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_uu3ZdXL1P_eWTTnzg64v4XnKWPnNbKM4OOeFdXN3bB9A0EOy9SrS32OYzbmTqt4DptSU6PlZasz28sCRZYWHWHN8NkYkDX_qPvj9NydgoQsdvYJngmhw2F7iwZuXNroog3Tfbkmrxd1lU=s0-d)
é uma anti-derivada ou primitiva de
, isto é,
.
Demonstração: Note que
![A(x + \Delta x) - A(x) = \int_{a}^{x + \Delta x}f(t)dt - \int_{a}^{x}f(t)dt = \int_{x}^{x + \Delta x}f(t)dt [;A(x + \Delta x) - A(x) = \int_{a}^{x + \Delta x}f(t)dt - \int_{a}^{x}f(t)dt = \int_{x}^{x + \Delta x}f(t)dt;]](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_uYe6KbtDmiodxRJQEk97mZMW4poB2Zgp-VDYrErG7sL6gEzXN5R1Y959_-OSCxuC7srLC8aiKwFK3cP9vvuzq9nTN4z9S-AfTKPhkKsgTltkYR3nW7bZWblVwC4lY7gNC2TUOYRR6sQ2j4r9cS68S6lLiKDr97_0GTjhkrxohGRaJCrDmxXVSrddi4jn___QYeFv9Zmub9Zb-FG_cYz0KwmMWg4gzIeASASw2b1h74JwSw8cdPeB2wcdsoEB0MeQPvTdl7Htf5uRCG2_TN0ztyamN7ZS9wcehY6P177KYjMkjFWPgLDC7-o3y0KQ2sGCAJOktbWaCTMEoAhAffbDqYKtwX=s0-d)
Dividindo esta expressão por
, temos:
![\frac{A(x + \Delta x) - A(x)}{\Delta x} = \frac{1}{\Delta x}\int_{x}^{x + \Delta x}f(t)dt \qquad (1) [;\frac{A(x + \Delta x) - A(x)}{\Delta x} = \frac{1}{\Delta x}\int_{x}^{x + \Delta x}f(t)dt \qquad (1);]](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_vCZP--6JzPhYPkMfXK1-dqlzNVoB2BL7jGOlZpbO7nd4oF7O_hTtc0dw_ek9QGX3JTnmKWeg8lCmL5F-uCGFGnnP6XImyGfKaOzaCV28Mm0ZBgcYclm8cBTt0r4y1qjaCHK5Wep2BnjWqGJHzkZr0VaI4nPnZg7eXE2RgDO7bnqXIRElieM2cw9yEik5YcHFvMow6hh50UY79ZnoEjXAIU43WeKsKVivZACHGnXMfH3In1LjLzZCn964kB5xLN5-KkdEgCvjA75FGjs7FqEUJ4bsYpn2T3g2mJGgJN5uiwJgNMEblLygxbAVTBqmWlC_IAfw8=s0-d)
Pelo Teorema do Valor Médio para Integrais, existe
tal que
![\frac{1}{\Delta x}\int_{x}^{x + \Delta x}f(t)dt = f(\xi) \qquad (2) [;\frac{1}{\Delta x}\int_{x}^{x + \Delta x}f(t)dt = f(\xi) \qquad (2);]](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_tSfUX68loLrY0Q7lP2BnbykwpLW5vZiuF8HBDZMKdRvtqs5uE4OBGpvvjEg6uG5iee04VqA_rN_H5eAQMbBhzj3_YB_YD5Rj89YMhQeWSBm949gh7tG5kChxCWqgkbeZIPVW-lKp93MSx-P9hJLz0FVezomVHjqWg3zO-e5BOJuv5WVQzmR23Wbz3jJ2GaYBPu_U82mjlPvOdBTEDQne8NXtNxu7g9rNntmVqvIfd2R27haJoOiw=s0-d)
Assim, fazendo
em
e usando
, segue que
![A^{\prime}(x) = \lim_{\Delta x \to 0}\frac{1}{\Delta x}\int_{x}^{x + \Delta x}f(t)dt = \lim_{\Delta x \to 0}f(\xi) = f(x) [;A^{\prime}(x) = \lim_{\Delta x \to 0}\frac{1}{\Delta x}\int_{x}^{x + \Delta x}f(t)dt = \lim_{\Delta x \to 0}f(\xi) = f(x);]](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_s5LLpW_pMN4DivGGWeFV1dUQ5-YZ7_bb73BmqmBfMJp5aKMs7-U3spXQ5RtXydG82vsC8eptKDDzyFpClXBywQG6py5VLC-BLENJYGgt9dsozUzHUy5qzAI8nFeGolm3zOxzd1bhA2Cb3s4LbWGLIa7UqYcBSqlXRZMaepvxkChZQiP86YYniroiVgmL44VCaHPyJi14lL4MqSaq-8E6muT8XfAJEsNzeRvyKzjghBXNOYy-k4VuibXgKUUX3dq90hsp7hi6Gu0OyLsk_O2i1v-bjylrIVYbR4Yt2JLPthhBeustEsT1xEEPFSSKA65vUTrWmtN0nxpYIaPQR1yYUzv4VV9uiiOkCpiwKKlJXxCRLFLkLTuwNzyuA=s0-d)
Sendo
Fazendo
segue que
e sendo
contínua em
, existe
neste intervalo tal que
Lembremos que se uma função é contínua e não-negativa em um intervalo
, então a área sob o gráfico de
neste intervalo é representado pela integral definida
Seja

é uma anti-derivada ou primitiva de
Demonstração: Note que
Dividindo esta expressão por
Pelo Teorema do Valor Médio para Integrais, existe
Assim, fazendo
Observação 1: No caso em que a função
é não-negativa em
, a função
representa a área sob o gráfico de
e o eixo
, e entre as ordenadas
e
.
Obrigado por difundir os posts do blog Fatos Matemáticos. Em breve, publicarei a terceira parte.
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