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_vLfXRqtHWX67NKTBAaV64KM5D6yA_bHiR-JMiFReQIwpyBebYKxcAK-uhJ5dNhR4z6YVaF7GrY7UDitwKQVrFJWf0NCt6nnd9W-hQsswZ6rAXko4F0T9kqEkehrk9vxHeqQlccVrQBUzk=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_u3qa2K7MOrDz9GT2LGSyFy_ZLZRSCvtZ-Izx7XayPHZWKHHidbflB028gUwr4poEgXNR9dmwwVQLS9NFMkEJwQuI_DsEJ_1ZIBY8Vf3dyOma66QjgO0RMyM9j8mIYpY3YQhp23ODOYPw2lHqjBvP95rweFxwxcpY8NTzs7HEPVIGbOK2RAQiD0YFfQ-VulXLUROxisqMbk6gkmncj6VZj8I0nElbXYoexm724PtgoRaysk2nXUaB4UDKermOzu68Nc3_p4_7Gd3DVY_Q1gfpdgBL6hoTOx7kemMwx_P0ybiUOoioTQJKdb8CjKFj98Uc6VorX1U9_qdjhq46N-INDwEMr_=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_tIIrqblz1CVlom_rrF4p5w4lc2E4SDICX-1KKMdUGi5wN0CCM62e0bJ0JLqhaeNlZ4hdGWL-IBc2JdkWkWPPAxV7LXwjS9G81CaKQPd4TWZ0S5mrY_iXqCMN66UFetM0DWXg-FHi-HzeaS7oP-ydEX4lrOeJjlJMNWbKlLQkHbDV1K93KSCxgLF24k-7fZx9TLSGqCafVrmSJY1rXGOkiLRG-_vbAH0Q0eI7pTlUoQmpkPg7eTbj-qJmhAsb6ZM8GvyeOjyLmIt8w3mY6yPJK1Wlsdt2As2bGVQ96JzAbVhuC9hglt9vC3tBVIWUtn_p4biA0=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_vDbiWUcDg9MvaUXCTDI6G7Aa-ZmDhyhJ_I-bezltOeHjpZXYUYoeKPOBhoIZE1R-s86gqSZJpBkNYYw_swgxKTZaJlLhfy_ZRsq0VXvZ6-iqP7IK2SeOMHVTBsgKPgTXxKgwFwwdu9ZaDt0x2VogjBTyktjENlTMnjPEU4QTmODrlyWZFtis7rmUTXNKqEvBeGpUpt4wFWAq7GymVG1HXr96jLkDO3HB-1tEEHlFRAbvxU7YnhLg=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_vvihjQDYx-yFuTYcdylyZh06ZT-6dQv41KTJ5Hiy8EGPucD-aGxbvnI6adAmpRbfgiMcfKMvA_UDlmxL0YD-y7d1tQzZtX8iXkGbEd_-xvQIKRVIiyuA0BCioiJm3iC8nIWi6setZe0UMaZRBwmJHd4qk8esL-hqH1U88OTvNlydQfRBunLOavbf3vePGr1K_dX5Ba6eILHAJbzLbFiX3hHQT7c3K5AlWolVOY1HgHR9ctdBdOZOJ_Tm8oB-QDhmmdVdI6GZhcgTkEXri1Rv3af0xtmxnooTBPIaN6RkxsWrdrzeFSBl11Xvf9ERSh_3Avu258INAdptI5a0UBK9XOmdRCPhFqWIa3NtJjnUH_tMnTG5yAYxnuuVM=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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