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_u_whu1Bb3k07Tq4mb0IfduiOXo6jI2DJURUGPe1zUT1rpR9nBReoTY-apDY8FHT-zeLyDBsX1-T6ldVqNqrAwWdK0rI2ziH0iBUG1yZZp3b8xz3DT3Fhxxv7MhA1k0y4VYjOmCmIkXfi4=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_tH10AJp_sT5SQK9AVzMq_99S9Uwsb7YqTn7o4A-MD8Q4JiUnYuygrO_xn1RIT2ZIAqd0L_Ao6IrkknGGl8kA_owDwRlPq_swP4SiKIDacmQBdSu3jm47yINsDtase7V4e7bDeQNxZ2Hr9s8RyHUtsxWC-2J9hot0CQlWmELs5g4Xkxg5_DpsHuw5OG7yE4nChoRJ8SJi9cH1zsJjKoEUgKK3B3C3HRvijXfq-Z23XjYQMkIOhut0NEwlgj3EPauvwS5aGXUkDifH49RqLL2EiCZ7tZoASHfFfcaFzoLOVcAQ_Ra18KfWEXfZQEJsOzZmfNO3sKd0iE82ua09S1Elr29Rbk=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_vjyBPhQnS4PZdhQ68Hap7Al2zsreslp6dSzgphxVUCvayvA1pd7Glv2ayXclyWcZZ7wKzTt0K1EwOam1WUG3DwvBwWvAxNPJtMOUJcvIOE9u6aVVIgY-aQlh-RssL6Stf-enAQxjpUgGI5kUjC_haZhCtX9ThOJNOm8SnmQdM9yo3-0sjtJEEMl6eCZF0sSY3yZpjW_pCs5RFtpUreFiydCbzUjCNj7IxWmORKOuLkmvkeJ-7Y9UK3H9UGBQz6tH_QgRQPgQoAGp6lKiJ12uIZ0FfH3X7Ftej25M-KilR4oF61m_2jl_pZuJUwLTOQX0iRLbI=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_u1NyEA-OQlFZhi6_WgUrvfT_jqVtPSPvBRLJLJT_JlWcIUXsE_XW2qcY9Nk1puu98wEbK_aSKjeR3E3dpU70nESoYFBISr78liYKaJZpcchwhttHqCqwt3omLFegQtDfzNzpoUUxov5tJrX0WGYGpYZaax5G5ZvHT6ZdspA1ePAoKSGmrirFsl3BvIE9WE8UxSkQYDLhZ3HwptILv0zXwgmcRq58xuHcHmrFI2e24pIIvrEFfOYw=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_s8G41CW1UE4J_GszxPeE319PlFKEaITdFbfZjfV2nKPBrPEIOzd5VWwv7bB66D14rvf47ckrSJKOErM-xQGY4BQB7jPyTU2ConyUh09yeh3_CVvI4gcIFkyJ7NyquhnXRSd_DVLvRIv0G9Ed9qZOMNMefBdFXT1yiT_N45ywOdNxdkP2uuQjVZY00rv0kGZj9eqgZCejEZYNKlEio-a4PY6pcil9ZDHoXF5A6eSPYBwyXjhrptVEe5ulHHHxsJnhOxfZaZoOEA7l066LridbcKQ53h6YIkSxrUa4SAWjhVHk58mPXzcHNWwWPWdtND2rEJtk-zXIcL9pvaZeG4VQYRlSoRhkmoP_G14bGpFoeSEPDWXFHw9Z7N6YQ=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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