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_snFYgAfr2E8x-daId6Fvv4W-i9UY9PF3Aq5xH5ZIRx6pbctIa8S-d7C8A4Ce_xdKriiDrDCPVEMOOklLZLtLHL22vQ-oSbzTi2GUrnhSAUnnFCLk_QJHI6skgWWj7drRzJ2Jgj1dR6rD4=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_sB1wbmZAjmmB6gQbt0rWX57S4zD374v1mVLWRAxb_k4B-eLwh508tSlVRY8fh-ZbyzzO3M_KXSWliJlVuP17KwEKSwZSzMZPk3hToVc6tJddxvCUduuwAvJXjNDzCokZ4B_wir66KJwzz2x8CkVPkjh0J2JgqPZ4QSGE0dla6oqg5lkjHcUdF5yr60Nv1KVziT_7r1TvQvCvXEmCE1ftXtVV9wTqso_2fC2OexHgvO2fo09bDAZpnLR1AZBZ-bUCszBzMmGDSQ8h_1yDrEnSDKxD2sq0sLVtYZ1SJHlfVorrIUpFiSjSId_w8QWEO3gSvrJZ59dD1LYJMqK2NBRJX5dmT6=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_uRByas7DmXogeyvqggG6lTE6vrjQNFsyPGWxEETdneSedo9LtMX4qdXL9ZCOoHPET2mR1EBHVpNZ3svYPzs4h-2UtyFuBYNnACoCYC3wHUbgm2A6h8frZ1pHOOOUc0a-jUYpYXjifIw8rjL1e_DnPd9thR62cNaZ2Fz6B0fuOwRACSQXyMbZTr6sn4Ok6_LOxdqn4YQeOAlqSphUm9kp1aUE3jGBcFzY3Dj2MWHXgiC9iQmA7NOG5eFsI6GZpQfeKI4xzrV-NOxFcfnqAQUvPp3bM7pIckKU9qL2WSagGSjcGj9r44ynjEGKjdnqAQNey7XP4=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_sSS0fyMBlSWnXr2jtPHR4KoWxRzHXtshWhFLT3kBxsdTyJUZuYE0aSNqLB0c84738oVVpWkNz3j5RvnnXENrYgrO3cmdqG0KBw64lTvn5CtSkBoe01rYCwXhheIFv3cJUFORUSLb-9G6X4Z7Zba7H7j9EGr_57Z_jmzllPgUXbDkx_vSDrjsbZh2bUS7eYm-m1F8P02b1QxVgeetUvuUT6M8V9KesaoByTSbg8UlZyvTw24T7Tig=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_vTQlH1Qp0PsP1wmaFwqznLRY-X-CfcYzQwQv74tnTo60AlH6UrOk2jFiGYRnRx7Hs5vBKykYvqbvDWq8LgCbMFAb5jn9zkNS_QD7TcXUD6oNrrj-Yg4x276xJfOb8XYAqQvzxVPqictITTuKC4MTDF12o6qiJFC2G_POf_wQHCbESqqV-CFldi8jDTSdHsOaNnEUCIYAySACW8TH1xs1HHfDSi1KCZUvnTH1mGvuUHDkZ_qOZz9Mt4_9NYWjyVAptmA61G-SJK5Phx5SzgyW-LQPS12FFRRCh91xYho0P7aIsl1x_pLFKKXegyXBeWic7E0jEvhgWKKC-cRCxmbcn47nqGDRTVcUimsDFEI7bauGjBDalJC7HN8IE=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.
ResponderExcluir