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_sHi5oz6Stp3k1nVA-Yp53PYLUtGKErpzlEdodBO_NOj1i7qEJnC7lXmdmBTtpxHrgKoHu2-6ibfepNfe5QB0NtRYcqhhUWN-S3gYrvbrOfpvo8DiEqSPVDmqoiKgQjSZERLNkZagKx9Qs=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_twjE8xWJeVCwp5UU5gcT4Jrfg5wIFNat418eYQhi208rDKVkbdlkFsy_q4Gwk9BBLc-GcYKTRMfu_xbWg4yOz1p2VVStAoOwvHKFbeJk_0Kym2xWzOPV_rL1S-jByiKvfY1owvrl_49gOL7zFrz6dFv8jstag_yRto48ITvxbdSl0hnSkGdfHSNfIsuTu-tFt99bpT5xKA-G9e6UGbteXSmVN1cJ0RDnlKnQ85W8hZ45VULU7eNnKogKZT9bctIqJ9uiVf3BqPnNXNgGedLxZ-BXvRWO5XQ2qDLlr54GROp-Nfh99wXIPPGnCl4MCNRWPUEImZyU6LR4DrPowHPMuSHBm_=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_uXXsuURiRVpbGs_d4hDpObicsHfL1mDCbxr97fIHrL9g3oT9F3BtgSMJQGlYnWPfLS6TPbGVWmSwDjeef8Ct9e6yC5ZAcM1BhOc5bXwulZahueA8ZTmjmrb-MBh0ugqF1BerZDVSBeYbPPZw_qv_vT9TIRu1eL52CGKIcZaAyIZQDggJiBkMRc4Q_mbhS3DBJ9uPlT0sFMv8qTf_45PdaHw9jHhfb03rwUKThUItBLdi9qLEq0J6wDwUbEdgr-QTGoaiNWHvmvFGe8Y-rRwmp4D5BBrvX34aVfgXx2VNMLpD2qzy4tqRYAeQ42gdNmLA55bro=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_tngOH4xp9j86PfXJNeSjWI5moaJYDXqfeymLpNvD5LQ6tZFGy1Jih1XR0XzCDfUb78OkvF9qXNQ6vUgZbJCyIgibAOThXbGqBquWr4j5PNzWAsVxX69al2cd7uDmRexrFf3zSt_gWpSOh9p23CzMbdrjVU8AGN1hEzM0aNp2Xh6zJQMT-Godh4PgfjpJvNGMvPTa88YBCx4RZEg0Vt-jvfxlu8SD_mo7Z36D7jmYkBCejSU7Sw1w=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_sA9XBsn2vodOTUXr5-x7wgMEHJKq8ECyWkvrf3pylVeD7eGN8oT85TLevz2Y7mdab6DSkKqOdmlwViTHsRSzccAkZJIYC_rOVklp9LnGPswoe5g8d7fpqVUtnsQZBEznX4JKpbuY3Q1YjTGWY5C3XccuRtKZy1P9c3Or3huis7g0g5dsPRRB-2lQgyi4167JlJ4HrY7794C8JLMHFA4F6UFPnkJWfvCrHO7YZ1OwAXlDGaJV4woazErhDcJGZQ9kxXbDQ9qO3hyZ0xz6PIE--NaaMNYFD9kBHfbtHveNiKcSjVwUCiLTrHTsz9BcHKDIFBipSQcf4tqLESspR4Xxq8nINrLnCdjSHv9n6zstRdqtsGaluuahWPTbI=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

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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