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_vnZGVOSfiC3sWIpHzxNiTGvQ2KudmAE-qrif2T9QMJN6LjnRLo6Npd4UYkmvrHG7IZKS_K9L46vbS56P0XLikEttu3DgalJJOOZvzuWWns7CJ7XcR4ELyZAEiIMthWr0IPRXvN4tx8gaw=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_v3dkUjuFXLVi9qA9tonYmDkuDw5s_l9lq5ERa585XXtpDRQ2KUdlIAphA8mrMzhwHEMFzCSvd1qJC_PfWxUyE5XaiaH40oe1fA6IJIA9dIDoxb4DaraSHh3TetTljgQZozG61mFz6B9J3CgX9fAOAaGfKDsVTNEZvEfscQPAHMHlWjP8HtPEK4nsSSJb7FnOqdbqSaY8MkY4TZ6W7slmbrch9ADRod-eCpIOw1vo8MHobC2az5KS_ndCnaGlTZcTsFCgNlHBQxttxlJcFTFPf1LOirTdIWa0RQNAdsSr_iNtotrgZd06FhSKtY60FZDHbTWPe4rsSudIbISMRggBzdKVrD=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_sVFO9Lf9k9h40hlHZAVX1WJwYsnq32jnQSbh80pw1iBp0jZ2vh1PA0vlq3GHoCVSoZI3wvjZFof0jUl7zAWCDKTWhYyRfNX9Ll1UIAGv5nQqInNgoT-sf02t8SwepXvItMpnDD4p_tHY96UdvWuy779-grFSBOTRKXvmqDntJy_9h4823WVj69Qlxf6XuHUO7Y4NOkVBv9cPCA9hv0WQyefHQJlKyE8AnE9p59oC0iyG02_t0T7KRB6Sl3GuAVYyGp-zLCFoUjdo9wRlXLfitQ-oq5uT5Z4VyFz7UayPh7oG1FZTNoEEzoVhzGjM9DDgEmUYw=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_urbh8E6PpaCTARUAlzqW_-ruudCMBRZs_4xEk3KRJkbf4PRCGlJiipTTD84KuvfD1zwWQyuXVkVUphnxMCALIykQSjclFLc8A-LUX7AglJhtO0Zq14yqMNYT5qstsU10ITT1SL4gLO530jxnmE7Uo8Kqi14KK3AtOvMGRUrxlJWC40XRexk9d5Ei7e8K_wioOx8wP8SsthrLZihUMMoNeLgU7lnB2uafQZTKqI2Og-WCWRE1HATg=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_vlXDKV0xx4qNXa7i3ARIGHJ4XLrG9iWG8U5CYJ9-Ii54Hr8N_yfOg8sTZqbBSQh89Cf4LkLpEm1mHI2dr4hkMfqCiRetoXXu3oJJ7qWdOoPyFazeCaGuQpSo_W1TWsM84yxZPZxcfbx6_m_TwjsoCnOmA-XJ5Qk1sAIB3tnMzl7fgRFno3GZdm58ALRDYRECM41isQW8E7-xaxzMzGjADJnhs0MMWImKRzOMgbebXmcrCMfIETzgMUxAIKk0DQDoubmRkbYk4SoyJTn_FuH7R7Qbzn2wh5DELW9lZQn-Di-0SOOLqqIhhcQspMh_Jbgbo6x6nBFJ92x_CWYoyc7SSlvE2_cUj_YWLmgw7OzhV5edYrAcEtTTkVBZ4=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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