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_vX-NW211LVmAoIIiJGZn-aMMygE14lX0roGFKH20x6D37SA18a1BwVNAxOPwqQp75l_4JABGR3cvFX3ygOXXVN84lUDpPufOzjmK-fUkFQSt4zRPtcOS04FD8uBmF_x3HPK8cvGk3BaPI=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_uf66JS1Qn-HgbfiijcnB4XyPmcZ9-sVkss9Ck_IRgG913KTkNdJFdUkLHN2cbAbkUpr4uuxW9cdwIPa9EuKcJekCEX_o-YrE1UQRJQIJ-O_MyySYmWMGlUIzchRLXYHz46OWKejhOqGPaBn7qFAF_J2_KdKggh9yCwVVdo4jfHL_DD2jnPzHN6Duf5EFSg4yHmam0KNNb1wtLWS38kAdXLNOPQzuv4MXErUMUZIli5vpfBfSBezdyLs7Hy4oXmzuUA2DdC1DUtXxhWZ7Myd0YnUjT0boSNE03XvYpu4BtxVlvNDV4Osz1emKEvGaMl14BABBKYKj-f6WRu3cQ_u53bIRPt=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_ul2g9LB9RKFIhKSqe6Y8alR49mO8wgwrw8Iz33sDK_RmOKfdYOIc01pF50nUvIk7gxHvT-gTvKOFvCMwi6bUsNqdFeXfaprXrMktLFbiWI7e8dMVxUONJjIvPGqkQCYAXeHelJN-Ib5KMSsyHPiUfsn0P9ODb9R-1GiM-sxcz6I_0Aqyv3ZRluDXbwgLsChElVFFRxB7KA_FktobuLqhaR-glB_I0AXxeltPjKwORBHTGpA1AD32PCtOCZY_kk-uElx45Y4-unzdzX68UH-0sfwRa0irfOPIVAYJQsk7KH39qz6r15cwa35tyn_uHBvdabwC0=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_usgsfBKlXRc8KE84IINccTp7sXuisC9cx4z9x_DiyjvVcWfwrraGQkUqLTGUdpKifXJTvnMCrdERnhxaxNu38CkC41HJ7n4bKaaoiO7xPUkRiXvkYMFFnW6SSHVonKXj8O9XkeCuhzPYOo-33ss0InOhXUCRP5bthxpNP1l66i186-7tw_FwA6bC8vQ6KdtcpwGk2A_6CQfrZgsGJZZdJn5RbzxXCtCSmFE2anQ8XpqYeda1mB7A=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_v_1j8acE4NzPEDo22CQRLE_RTR8O7fB5WDVflhwyj-MpsxSL4ITg5OtG8-ldP_WKoWOKuCoHGWWyCuSnbEGE9zQN57ca-oK4_q5poBzzmfTPmybngz4Ctctk4CxO_ogoxAMdOsZ8lMv2JQXlEiYqBPeu9VQPSjVfXSamHvNKGEj63Io8VSjo-v4JlbrTt_tvU3frZgYFEwlpJGVnSba_YvnLPWOiajdgwGTRO7AFtBTIB-b6sVEbDortNyfn4b4AgjuWI2YXoshkbc_R-IxCgNTw9g7lGswohBCJQbitggUU6JDfdIW33tXYX8phDIorIZORA0LAZxFSNsEU_HmtSoj4imgNbGAwBMwN3oLSk1HPGZyYlO_tVz4Tc=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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