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_uAuO2Ua09bMYzQfFUnc95JQ8SxTsOV1Hs0SUQTAWNs4LElk8MOE22D-lq-ImjY7jXeC0juE_YvWiSNClYnejNX7mCm1baRXidGrtPSLnylxJBNgmIcjqIL9ET1hB1WCEQ7kd_-Ylp5wa4=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_tkP63sBqgYHSbDmhZpnb_BjuB9arnHOhXKWT2SwKqDSCNziEKc7dSz-KD3F0fWnHBel7TCzl-xB-EWghpwWxBPGaWSb-fndodH1cAMa8GgsDT2k9TbIIRNrncOL6tWXn2iSp-2xfAvwKzvz-g4pWML7tISP3DJz9f6zdtk6BSL0rXzlK5D2L7AyKl51G2EuvhJA2zpiE6_k3CLR2AEU60-Oam36P9cFxHnKevA-9ov1vzugezE9qXnoeQQSP77pNzS4FNglrJI9H886VabWPX8SZ-VnQoo2rrSMs0tzYJV5LxISuJrV4BZWtwy5XcruyDNhK-kA6XoNTH61kA4AVjwa1vM=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_sE7fNU5cFwTpoXOMjBvbLbIE2WcvKTvk8_EHGXi6vRzoaUE8nwh2T8ks6o2YfbIQVMSp9Qp2Q_kpUizwkoU6Q_M7MXuQ4Juol4j0RxnpCNYFBOEAkEF5G9ANAq6DmeAziFSB74_pRGj2PYIuJiamNXu2XzYRMv6xg4ZbwP0UiZ9TJ9ib2I_235I18EO6eCVWsY3e-xehGN2pVfeq7Uehx0TAhbi0iGtx1iEpCSBH3b0JsPEoMsJCyCLZdOdd8f7mAvV7_I8cQclnlF3h4aP9dnpUYVrZpOU2A9kgFyrSTiaIF7fg_fYdfKZbYGwtwMgB7gpTQ=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_tC4m9I1g2kHK0-WFUS5gyM8bomDhGwBRhDUWiJQyfVKdOB9LT6nZ_LZm8PJJikHMYy7rCqX340Idbgt64rsnkqyz1mm6Q4OAJe-dXQSVlMtzBmsmwqv74hrGstjWTUhiMFlkWBfMYB2kCZ3znkDaBV7-AohufJciN77sZ07O0hzKgLAkWl0n8E_hJ_isCQZh_PQR4ZWHu8Sxo2rVYuzNF9ev91xeiVWpR3oWW7lApbJ_v9zbGQbA=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_uIfCCvX6sqBHv4bIQzlYWQQls4kXofI9N3IJQ37dc2KOauouDh8CvZeo-bw5ShvSWUvPvZP9ZENgHCSg4GneG0X8_ceOyC4W_NbTfgq92IGxlWRpH_he4B6SF9QjMbxw83k9v8InS85nqwHB4muY_jnKkskc5Gvd5Dl5j50j5CtkST5FGH9L1jIipBToXxIQLdVUPqaDnUTghnLCtnBa5fLLnEl36rQBfKPLR_YtC29PBWmltpjohOvK8XMAJ2n82QVlh2OhgVpq7yELPpSogTkJtpe2WP8gOKnasZmWbWuSz4WMW9EdbO-hyyaH6Ze_XX32_O-kZhfTGf4Kg0nebdfxV8YjSSdI6X5Ys_uz5AacZz6PkPwIlkNvI=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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