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_vis2cp-AIE4hZs_88k-RTEDb_hwNVaLHCLQDOakPGGkiLIwGzf0ynZDdOs8XvAPQC42VKdXghXIxwPuexSCuhKbV5pq_-WfubUTIR-sYc-zEKlo2QMOiFGtAj4noq-69MohP85NRHHDBc=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_s9kWhkH2FmS7R41cFrVOLxsORg_ws3ZOUlrJed_N-0O0c6_R4HqJgflsoF6deBlzgdwctnA-2dN5ciAO8rX9CmXkJ5gKf4Klyh4rjvao34B-d_cnkrMXYo2NOlaVfHwdjXAtKPJrBjnVR2ADTarHVYObRmrXEGzNMRXxyK5wC09VxolywSjwL_PzH5xV7NrTjT-mJRZ525a0SpL34Ka-dA0IOXfDTSM2sSqAXXP-PuWEXLo1p-1YivXJnHOkwhYahJDtVUbQRFHHYArlxjR0u_M-scYoZsfIKLLzpT291ZGqdCRa6vnKLBGMH7vIzqsb2oJ8-6JPAIJYyOzN0zhUZE0puM=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_sb6ra_uCZBxY-boJwrYmx73RyulPeMMeZ3AFp15ly1N02l5RFDeJal5hbtpExT3bNUoqWx-4LivLZa1Pj8pfZ_UcJAa-cIV9vGOogFnzfMwTt0_LO3y_xyeDafq2LaWk1yCI5EOiwGvf471UqQ766Vkr80IiM-qB-Qhkb3JgdiQPNG6nWs7OB2o6PhFbAnxL-eRrlZAjTgxcJqy7r4ApQyqJl8v6ropL4nWjSfzJiozso1mOZzMCTQR5a_0hi3YLBX8ioBsjSKGlmwE-wizE1CcXt-8N1puYvOIRwBx0UU5KlG15i7I6jFNYUl_2sVgt9Q6qM=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_tkumqt90qiBjweVZsOPGSyZRGpcF3lTutKkhW3Xutw_wED3zLqcGiwPxW_-VuoDAZ1IJRfBudPDxf8GWfZd8-8i46wP2ycAMKJAvRMrabTuw9njVQbU_edh_YY9WuiwRyvXdJvWYS910Krnpkw4icsNwBBXuwbQaF5fYDjuZj8NGH8XDwlS4E-v9WmQtr58jogNG4Glh-zdOGGjePgTP7JI0PYN8dIvY6XXigvvnn6XFpcwoZalQ=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_sFOEQS_L1IJ_3DXEYMl6Tp8f7sDCbJASwYZi83lvDEYBrc-3YVLL8AvKOnWNm5i8pxuxMazq0lvDMo_fnefcFNW9-JlY3SF8P5crtVc_bbQ6W5cuFeeR180i0Of_EzP6_0p55_-_NwYMbDOYMwGLNXgM_aKqeGvaik8SOnihbTH0dpGeG02hifOo4h7XKVBStGI29Pp8f5WPWDhDqNyOXs-tjFAbVVj7uB8eSaxIVO4d3CK6i9lEC5l_bbImYZfVkMsV9bY6FVontf6CrXmUsRmOL2cdoLq9dpMSBYfrSiX7cgNtleWRRGRT2XRkRmGpBOh0MksQK-EXHfo7Vs5g9UtcWJP2XxgNLZmdXivG7ykAXcLiWLYdHV3Mg=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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