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_u59fIeJjZ2M5EeosDTSUgg58MEtbM7bq-C99wFKO4ElJRPLSdUNs_FF0oGMWF3uwhVbTF4y4tYtnkFx-2mQpGMub7o5jMpBcHenNNELwwQAWnH4gQplUTo7ebPHtA7DjFn0QCdmFALoCM=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_sU2ps2gq87sXuGpwSdjgZ_wvbGy97tZP5CMMSLgvxjWsGN8cBDn5XYbGhbJJ6E3AF5ob281EKXJ44RQyPPYx8oidGopbNLfz1bL2G1waZoPeKXQPlCvbxSPBMnJaNPiatPtkFDoEhKeIvFQPT-fCWtR5B2eGEcyEn8lZvJC2UhRS9mjXVxJAKh0jrssnNDH1E3p0xhMaTaoqwm6HsqvZzgd7gMcAm5GdPlMRgCCC4Htuq_rZrmdIqPqatUtOyeaJZ0f5WRuIyYWG9tg18xnNKaVRRCZz7JuXJwjb5OcJlKX94Ql34UF9UzAJ7AmMSAghUsWpdlG3K8UluELC1Pa4t-29xJ=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_vSi-zGJDlL3FNzD6zUldTPMEyWtNbLj-ouJed_oVa18ZSh7IsmYOVwJX6lpJhkr-cfFp8cKF7X7EIoLSsb4Ow5ZyZG4wrr63Ged2aTrbulEdjLmfjri6PIkkchJwZxMQZHdatExAz9PWCBIw2VApzz5Qdqt2yQZ__-MsOj2NGCz20w6jP_aiXd4UQQY9jKvNkgbuMoBjrrcO_J_Xl7bDkk_TvlsfVAFqVWG_WrUNL_rdzE2DnaOnndCkDOPSDi-K7_qOVh68HwDLkX5tm0xN_1-6qU2CfKMRJjEbaMzbeRXGLKy6nc2-pzGHgcBFCg95ddiJ0=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_s5heYqveP6kt13gbOQCTladuOUU_aByY94h5HsD2f9OtlXjmZ-mrjBvXhrnN1t0HM0JwZJBvVLeKT56asbciAN7TPF9QYHbyJYzW28tv51-XO2OeVmfFu_u5UXzpgISKgm4_aayJIMB4oJhfZJMfK7rxNrzKmuHDjB6tSVPYdee4UN96EN_BsP5PXEcdzjPALDVvuFSoNNQl-eTKH-ChXtLhH5JQD-r3jj3vbVh0frJwSmSsP27w=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_tCK1LgugYML3TlXINNBfnY5b7nUlQW93eoFhTVjYhPUVwwcZpSmLjIyyfWVnAVNZ8MceCdTHplEzL6x4ED_-C7gJWbjZbnruoeAbW9KuvCYzgmruvVr9zgYuKaV5pQWWRYgKfMGJ-2KtbNZM6HNJRzl8Y6zbYe2ey_LSBWXLpha0_h7_bfiCmnbE7RDx2DGPOTYmDaRE55VJmOUA9YZctQZlpWDhZ1Mf4DXa6aMSxC6DO6nlZNucs9knhcHPxR1AN46yca4XHjr1tJA7_P2PmL6diK3QpTuUM9C9KIouLseIeHAMjEDVzqvtmdle2sh4P0R8Es98UJYOBQGdq3HGAyzxGG6lGczPi0j8RocrE05jwEohDBcbp3H1A=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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