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_u44kburojz5JUL6N8_VpFOSntmokZfXVKlJ3ebzW8afRVJ_a7WxZS3bke4icfIgY3oGi4SqMnpOwwVFZqbMflqC5cvzH_jLAj33WycDwh3olP8O07gLUeKyNb9DGo1axwB3-m06LvrKOk=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_s8qxStvgyYgElXQAcaxS7qd7Id1GdwUvYV1fEopEm6Tv-W7IZSh2e-Kia_vN6mCBoGsPdOhyboRGl3Emv2IjxLanHRvY_ad-Soa-2BhRxKbrMerLVlnJHvrNHIYkRUoj4wRNrFVG-oBzmZUCNkOJ0bnMLlNwRCruw4NJtz1ntrbn3ZfkB0UQm9gtgFYDg9ruQhuVYKMdqlvWKY02BcvxWDMsgfyPwVkEPCDVjoqVE0Q93lPcMfGg0d3A8sKYBzpoGLlpebj0HaaF2X2NlNWbRyJJAeav_3mP__pac-zoQ4TlpNBFT7UmWnQ0G-5Ce6WSuLZx0BJgyF3XyEhWt2V19eeZoq=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_uyQ9k_UUcDdCrVzT6Nk6LWsb9iIh02CJvsdz3QdHHBu_IfrpYrX5Qve0eo36unkM27tjdmf93RtPyUEH_OpNsTgtu86bm6OvxZsV-oPH9IXY9hVfrQ3XoGR-3V9rm4crI5UMI9SZLocwYFR7j0WOG0e_DRLW9QrEjyYj8DSAoAvPGjriF1gsa41fPp3dKTzu5OLZ4tYPAkgYmwXoTQW9YpAMSl1ryzy2eQx_cWF_oMrK0pjsrsYAoSDUjSwVFPougC3jviwGIDNA4iCq4IvL4x8snXFtTNRikhQhiCzNVjt1wqgk1siwp4GPe8HaIdX1chPAQ=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_t251WmcR07v-Y2RufN_au3HNR7oTr8tkMtsuPJlDg7HgHSlJ9vcgCP5VPoyjw37c0TDg8Po1H8axM9LYyZFxRGrDGbnHnIhjJooAUiZpaWs8ItPEFXeJU8iajej6k2viHQrRl4jlGP4AMCE2e-K9ExsQ7l83OtfrRM2vT4_uuD1iXOhFX--PE2uvLqgrm_aNJiKkIGicfkH8md9sQB6Xnn2Juc94jIJnJBntY6tuLrkLlwGpy7lw=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_sSeykKoQAkBXJtKOaJo7-hlrIHCOU8svOPDeY1vtzNYie8R42RORx_mofc2UgdmlYFP9X5U0aqAe62JLvjec1g7Oih9Hmg275a00xoUg-aEmNM0rsXJRfbQeEjC9yYiW0l_1YG4pqh6Y-22WOrXItDz1BspZbDtRPINdckefy1Htm4bGYU88mx_jLQgXfhQ83EGUl2hBxLQ3b9HDODMdpndn6Efexg8UFn9nQ0d7d1h62z7ckOye3mYnNbF-Kfbj4eyf6fjMKBMhduEm25svI6K_AIjbMXg8_Xvr7pEw1GFUdGbJ-WNngf_xxrqbuZ7omOO0rDFQzbq6a1EkZw2jEDG2G5cdfTVP9dM09MxGIsxMOMYbttdJoWWH0=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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