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_tkQjNuJ9y8IoeTXTP1gyjSXJmcfO9shcivjA5tzdfHat91l9-1e9g_jHYIFlj5XHSZkj9udTPFty6_HF7t_7AhiFub-p4M0ggYdfrc3-IkN6fqkO7JEQ3uhsAZH9Hs7bQz7kd0xIpQ36k=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_s516ywCj_x9lbbsfkggGdunmodOXwrIg89bkOkHdz5yzRWMkM5dxBf4iBilLVllnXsj2Bn5Y1mZ01LHTmSR74zL7SUqiP7VZ1YhYIkoGRWa5Y6E-16GlMtZCxMmtdyfaOIJNIxWDSmTZD7Nnz0wIZAZkv3HJmiSdtmdrgjoo6dxNDjgxhFBW-r1KV-x4qr5YpyfOZOGyPOuZ_5XTIi_ThZl72spmfgy5uv7tYrBndfUIrWZHyMY5u2-HZC8MV2C3Y9h5iGgKOIkvO371-znGoLhvceuTJRTeAoTN5IjLw1E8Yb5gQONdY1iRtQa2fAftQMBjSSn94v2RllZE0K86Dpr4EA=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_uYNfKvjYEKpztuFZryMKGpIBT-DZWIbi5kuZGgm8DIjnN3zk-Xp_AK4RPvGy4DTpp66ycbGpmt20KqR8QrRKGXTSUVSnz6rFWN0XNirI568kgngkIdmBlDfCccA4WTG542_z3g3z8N13WulPXcke6RmZmT522TxzotQheNIqV4v7EEyqOEQXG0e7-xC9XjmRrQO8Lo2112Saoeb00GMhdoKoL4QAZvxrbV87h9aTjwbUciyEwWYEG7VAKiffLUx-qwod-aikYDgCSVj0NuF9-rsBWlSQEJEPeE7HmBa8Boyupzuyov1Js0-Fj4viPnQq_lCeY=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_vaaUxN8c3-HKMNGW1lBnep87O7i77RWoWwubUBaOtW0Gg6V0oZXLAe8P5WYJxRFMsTNBCMxZAOfSHlZGXF6Izo6IPE9kMjD52znNddv9uBzXU00Xjr0vXFfK9lrenNUlUOt01uNIhM2jS5IJUogx2KNYUinKzELBXIOZGJtlsBSr2D6s782MFC3JG619CecYxMuPCFAnfBPHOSW1z1s0XbqQ1oJQaOMPZ0vfAbxs7nO6TxzFUzyg=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_sclmnD--yurNQLHUcUZl-g-m7QxhDnt0mkBrEFbMxmFBmgysm6lw2VDMy8pS0CAoYm_YvJGVzfziM0u-qr9KVO547vJHgJILcaN-VDVvXW5inNjJFwHV5KWnuO6g-hMZqt-SFLGhYRvzoomyme1weH4M0xUFe_SJIt46JQzMwuJVQkHnLAWh5mIEYwVf_V35Jb5RtOiLWLpeqGVHmFsc94HvMw4eBpxnZLVMYz2iZKZcILfvYZgtJZAUxtgsNiG_qoumbXzpV2RImMi9QWMiCT6bizqE4XcxlhAC0WAwyqrOtnt3qzvYgJQ5EwbCXAymqgz8bYEWe3MD2dsQjfDcC1ak1YQQHBMTJiNWLQ3GxD0wP9RgTzLXNcNGw=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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