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_ucUhxl1prMz4g2sISJ-Zd4ygZxEkebqqdAyWj3ba58djANY82b3mns7svh0Pb-mnGK-sI68m7zZBhIlRpymzDKAQOZ9IiC14y_AdOQrF_3baud6UtOm6eQ5sLdGNwwPDEQ_ESq_MVb1vQ=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_tu6cLRbqawoiZrQjLMvlL3-XpgTvrfqKYs137_vtFYaBN1t0adJV1dwIEGqQi_tMjhGarEdHuVGfEclRAqCOGikUY6sJbOioeBQ1c4wPJ9nspKBMQ0o7oTqmNCq0CsskqdhKjc5DZQHzCdocnGR3fylG8dkx_yh8vg2OemSGLguvab10iomI_VYZgJjwMc6mmOrF6FQP828A8QKEYgf2AVxZrkictp3p7ek2L2rwHyojAcbijBTgEvd7SN_jogtuBeiqfdREtO295bzaEg9eVyZNGULBpAXXNOCOxXP_9aKfsp65kpEtFVLyw7Sy3iDwdFoVNFwPZCEJMaRhpchQuKCuA_=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_tqboQF4D-xaiENiMCswM3xE9Qiqb6ppj-rxizMYn_ITKs5f9LMHh0McGY0LOUeCIYtz5FaxVcTJLS7anJrCUMQfi-h0417z-pvoig6Vzul5bSL1tEOB6goPfBjZuxRjLMZH5vX-LJESOh7vRlP27MtxwhE0f3N1sL-5Z_wm0BlEbmiTLQe9-C8t34qrTadZVe0TqOebIvlHtzpx189WNcBAsh8_gC8OXiY5Vt5rYXXeFoB0ie8e-IjYz1OFyIk6YiA3CMrvP3g4WI0wQuOKUtV430x_E1MaEA-UXcEU3sDgsVkaf7nvp83l9_CBxt44Ckcw-E=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_v8Tl8snzWOGEr4pHFvGksSxPPjjUJ2AbJGoKrdMALLEqcFT4yycae_tGTWCwP1amezV9UWkMfNmKkxvXRzcLMSsqO9dk0Y-aXFKDY04R3ZlWe4v0kzh89aIX2tScgub2hmZEaj5BeT2hBIeQwl3h4MhkGRroEsNnfqSSFyRFjxWzGln46AU4TdSjA_L9QBVkIwx-PH-wzLDRj9mFKlDYDpqruZm9FFrXZOmGBq9PFCX06NilHKPw=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_tgBgMnTif51WPByJ4CE-_RsgpVtgjsr_4lQkCc1RtsBvnyFi3zCOenBjvoBaWQe_9aHr2B0cW2QDMWRP3ZpyY2FmdcbeWmBHIBUjc3T1HuYYVBp4XP-3dV3YNICcfW1Mpbj3mG7ng0VNnSb3evy4x6JIwS6R_vYp4LQIdOE_CvNiiWtVj3fGubBcv9gORViaLqISQuixICChGG98sxwkVzUCMw5YCkXketlq2qjSwAli0SnX-N79k2-HS8E-8fO4VavQ_kngnnAFj35sVTSBp4Y2pIekPlfBgCzKzyWl6TAgIBfZai3xV-Dgbu9PPkKEm4JhOyygkDNenfRrlBHydBdWRqIuYy4T345XgWmE-4akhoUDjumYR5HxE=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
Teorema 2: 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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