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_sGD95g66JS0ALMZrnrSZBy4fajNFsMsHs5ZxqpmlUqpdrEDmeyDQ3DXifwevGzUEz18Ua5ANPbamCrBFeNpTmsYA-7XQ6Aq76zs3pBTOtGoFm58X4ml0QTmeOu9_qSBdYLYGZWBJ6S6LI=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_tdZoEXmRT2L7UG-wrIHXAd6cbwo1T-YIOM6S9BGbhmpKvmzT9p0JGuQXDBIBVDKvAzYWV57idCzQcPPqUwk1gN_RC6tMY47Hiirf_w_Y3-5A-tLVB9HLgEGmXybzr6LlT9Mj83lR6dU6mTU2QmRaNq5ACKjUIuDvHPR5igDX0mf8YqH5anzFMklLSI4Xhcakayidr8zBkMVYV81cjv4xNH-p5-QA99bYsiHaK3cEWSGpx2osbR33FImsyiAZ0lRleWMdva7pQC3_BMk2Zz1sypTOAS8oil3Mc6d2mXhXWFgyPY5lv_Nvky9VGHE43LgRj9w9s0Tw45E_VsZvcko7fWYrQk=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_tpooHnW2i4lDt11oagk5nRztvx4XeierpRG138i5X6k1pB961SYTjaWTqQ04qetriRXOvk123QU5N7kj6GqQXmkVNTTvVTa5N-odIfo0ENARvxLtgX8uqq_9eF65lfxIAkF3a99Sq26ytQ7AGngzqB35jEQp81PROgELcrY9gdeNRQfIOmOQE6U3fPMc3-ShoYklovzy35tL6m_zNFcpg-dxoXor8ZAszpmw_4ep_0Rup5yN84rWGA_WxYbwOsnGryA-hEUfhCot62qp5M3aokGpKGwfSuOISFgAjGcFaoPfStRBZW0O5B-mwprnpUL7w4fBc=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_trFl4gdODTaXg6nyfi4guz8YBj8OlXQFB_z1XWYY_l_zBV9RW_1qWta3op3aIXugB2veb2n0024k29Vq8eEEJJ_LZRi44_a80tQqulaxc8d81c70nYU_BAZp9omp4J42m2ZrZsQ5Kw6S_5KWr1xKy4oKgIWc5yKL0uuW4Dsu0w7M-YT7ydZmSoMAE3HQT2ZVaYh091X9h5rF7zcWomJ5E4I7dYVFBhRpZyaJj0fambFGRgo3cKfg=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_vuG4Gofhw786ZPVRqE5yaR5GIlJ181nfVoNt5WCFWK5udroHtz3gjGccCBAarEW0Nc_r08m6ui5F43BN5E2F1Ze8IbNxuc_GaeoTwDAhvjhSFekpYW1L5lOC9ikkKi_Veb__stKL4L6dfik5X0EUvzj14mga6h9oRJGRg18g040XtPcmDEtQ-u6wWR_da_za-tGbmg91XrT9gdZfCymfiD-CLjRmpxNrV6_ubndJDDCJO4QP7NK0PguhUV-34bAqnnkxTTCoHFfrTGvO1icqnOF_jvczBQYoTHifBjM5UnjkLvHLepeQARBX0d4vWFiA6ibzha-Z7dNCXi3taGsRmJl2p5cjGbdbivvoAIxLw89p4C8IBB-emPxIs=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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