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_ufWUeAMG8hRurzIPEkdW8pjKqs47UX3LFPBg2GIWGPvAs-lrIK8dxiKT_A5-5RjoOCpwgiedCHHQvqUFsS9u6_lYT16IBQWKnxq8lzuqwEklBn9gI2gQ_UejawCNOJJBjuL5e-nfqPdLY=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_t5JA2fXIMuN-uztj1kOC26q_80fjZO_F5CdiZu12uQkK0WwdK8Qs8Hk_MpfwRGKdhthYlgeQHdw6atcmVX2g-MvgT59TN0YRk5jsFtAvaGSMQwBjsZr8YwoLIO_VGRG4YnuCrYKbOfVB2joX-yQn4iWp3Vy_kAIakdpW7vnoVY-STrQJoFxOVx_xAeunlAlRoJFFldCAzRyQpYM2cPWqvf7MmV_D_9QxnvYNSJVLSRTJaVMRt-v-6v5fyfa18ifMU5fOB4Ok_NtP5CAyts8d0tfM-UPA4AC7XDzoU4gBHT6KgrWuxpZWsmYDtMqihKMd7DlAJTO7rUMjP4mSw-6gLnmSkz=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_s5mAJ6fWmMUXfT8G7SNd15iuXwVrvuSoH3ZqmEGMEzbT_dJAtrKkFAA447U--PZWmQ9GOXwD_QG3ww2zxBwErrdGjFDTyS338Bigi6gbkSR4C_KYPN1K8W7t9WY5qbxsAUTkA-TItR5T2hzogy52ZdfW7cMk_d8EbD_xn1mppyasIfJ7P39NiDBrFQCypuLhyQsGNA3PhjjpVryp5Y7j8g56mFjUEtXPv67Wfp3DFLxVkVnZ-uNTNSDufHAj8V2V4m0V5d_RSWktW5ybyQGq0b9cPzjMBoC9f0r-zUjUjfP4Xc9APrY9yeoMBjxJPcAMPD5r8=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_tnUNdlKcO5VALP9QK8pTkA4XINRhcJtOvFdBxAp5jZPpHkYeMDjc3FvpLYI3RUaAIzcY5jxOE7vDtzcbp0tyKYh14tQNgLNlMMjBpfKkjYIShvNtCcmWEubVRIDQHizK0YbU0X8Lc1Z6XWDXMbkrYS6mQHQM7D2ZYAa8qhGzuz5-OhsBNT4gp39iFqL8BFxq4IcW9rDA8EiplYBKSJprAkoucWf-U27jkwBemMRIWEoUQEDnquIg=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_vNNvxUS7FbF1bSli1cAZsIk5-HgvYCQWPcZODUlq3cJgfkJ6xB5iO9TxI1PDQWLL_MmLgvpUmWgdYMpMQnBbRo4auRlcznid5zZPOY5NGhqnclZDh5B3aDbOvjDnVYNYcj7b0q4I0fyb5CNwAWpsTZuNB77Pfe8mvgZupakQfzB7dJJrOaLHpkQRA0ru9Pp4eiYUai51NFYKHhBEo5rfOdKYRKmH-aXmwe0v_W8u3dmFLjgzTiDVfLntLMbu5MnoQBeUrBEt5DvrTBmuNm2qSONkTY-2Qn-N5hoZdygy0xxct9tp22TVE0NEubqrbo-maB88Bgz23Hm7PIS9OsMW2DbPnaEf7Cot_P6iDKoUexECqwVXlYphsSJG4=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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