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_scQ5SfMet38dAQlGTy29NLmezbLsels9ubsnY7gjpf734P0vkvA6x-KpFzhGtqVQ4InOaTd3aIZXbJtvUVNXxlrJyCYIwhN_FmLxQoQzx9j4Txr6qu3z2XUD1gFHm6jLHUMWGEi7sRK28=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_tsdv3XB49Li9_TguNKOZV_wkZFKIUsF9maQOS7aOdXhJCstGqf5ZtDkl0CdWVMl0Eb-lBpsowmQYDM1eTfUY0OJA0Hnc1LPgLwMB4AF13h0CnxCQ-8O7YGTGf5CcDENlvTHJ8HpBd0sKdF4LE1nUTi5QVCTzIuT8FCq4zq4-c2aQDQ-Fx1BvB4os0Vez_iLY9fc96GfqxCqRmXsaWTA8M5hIEBf8VKRNf29FWvZo7VDQSB7SniIk42ni0MuLnOoyWizMAcFNnI4gDs8j_LYy5m26DRh3WxJYSInECGcnHT4mb3z79r8pG-K7LBiTLcyACGvSocQkTfd2mVvh51mWxG8OMC=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_vV7D54RQuxegLoCgpaJkFDsNt5mhVHMhGE5XQ1G_lp-2VMiiF8_RYAACLP-zj_h838vPRxXYMTAudeHgTLomGKsr4ji9trjX-yC7JCMuBYEdkF_SBC4tmlYc9hEajMmZfZvLzKarMzfckHapnzrpD4uTRS7-PYUEh6-7JHRAlBuuqueYkTzykgM-N5pMNRQQHKe0Yl4lJs6X5PnkSke1mqU__symP_mlqNQZowWP8ywVqhsZKnhg6OehLJf1NoQgmKHTayGnDxcYh0AjPR5LawGBeAySVQDyHuimAefrZo9MBkoC2Jq8q5KizOwHgHC4DAO6M=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_vgnlALIsjiK3LDt2_Q1tJECW1Ypg89uVxWCxICYdkXOaeVXAILg0EKgMBFJs62ztnSAJzvMNWNRbBKW7lPc_iZNzSIQAYJPyo4-lokMFM2yAaF7q9QdohtY2ep-p3VnZQJaMbcd4FZhWbvOtdum2NR8T6hBa-YuMllrzWRKboYl7ZjCWkGqEwNjvyyw7Dptaqz30RtgJMoCs793ut_SyB6Jnx-sipvfwrlpZtTnCeIlKXgxwW2gg=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_tu45Xf_YpAQfnl9pf02sWiKBlWGu9TJ6A8Vz73UARPkog1TY_ynRHndYxhDM31WT_9CsOdUqi9mRJ6fz9StUHnvmcBtUmb_s5petfNZ0lOHGl5PmoH8FNE6wrDMRDWy-zkxSviJXW6N4E56xrY8Y1r2niJSzGXoJCDuZ5rCoBQ8Xy48W4ObtpNUPuOK5rCV_JrTvd3YoNx9QlHgEKA1tJOQ5D3wv4m0ebCpM78zHC2W0-pUHyaZ72fNICbFH1qaec23tZwalkewACmzC-QXRwHxcWeUWiy7-TtY201c25PjiS8Mx8v95bAdFraI93jZ0h7Uq4OGfTEkZ-xo5_kmqmjuS_eS6Z3neSz2h6KVcCasPZwAWCoHO4JPds=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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