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Disciplina: Cálculo Diferencial e Integral II Professores: Juarez Aires e Kalina Aires Assunto: Cálculo de área de regiões planas Cálculo de área de regiões planas Regiões Região do tipo Rx ou do tipo 1 xChamamos de região do tipo R , ou do tipo 1, uma região do plano delimitada por retas ver- ticais e e pelos gráficos de funções contínuas ( ) e ( ), com ( ) ( ), em que e são o xy x a x b y f x y g x f x g x a b = = = = menor e o maior valores de na região, como mostra a Figrua 1.x Figura 1 Vejamos, na Figura 2, um argumento geométrico o cálculo da área de uma região do tipo R :x Observando a Figura 2, temos que ( )( ) ( ) b a A g x f x dx= − Figura 2 Região do tipo Ry ou do tipo 2 Chamamos de região do tipo R , ou do tipo 2, uma região do plano delimitada por retas horizontais e ,e pelos gráficos de funções contínuas, ( ) e ( ), com ( ) ( ), em que e são y xy y c y d x f y x g y f y g y c d = = = = o menor e o maior valores de na região, como mostra a Fi- gura 3. y Figura 3 Observemos, na Figura 4, um argumento geométrico para o cálculo da área de uma região do tipo R : y Dessa forma, ( )( ) ( ) d c A g y f y dy= − Figura 4 Chamamos de região admissível uma região do plano que pode ser decomposta em um número finito de regiões do tipo R ou R .x y xy Região Admissível Considere a região mostrada na Figura 5. Note que, com as fronteiras consideradas, a região não é do tipo R , nem do tipo R .x y Figura 5 Vamos considerar a decomposição da região anterior, mostrada na Figura 6, e analisar as suas subregiões: Perceba que decompusemos a região original em um número finito de regiões do tipo R e R ,por- tanto essa região é admissível, apesar de não ser R nem R , se considerada em sua integralidade. x y x y Figura 6 2 2Esboce a região delimitada pelos gráficos das equações e 4 , e calcule sua área. y x y x x= = − + Note que Exemplo 1 Solução Parábola com eixo de simetria vertical e vértice (0,0) 2 4y x x= − + Parábola com eixo de simetria vertical e vértice (2,4) Interseção: 2 2 4x x x= − + 22 4 0x x − = 2 ( 2) 0x x − = 0 ou 2x x = = (0,0) e (2,4) 2y x= Figura 7 Observe que a região é do tipo R e, pelo gráfico exibido, temos quex ( ) 2 2 2 0 4A x x x dx= − + − ( ) 2 2 0 2 4x x dx= − + 23 2 0 2 4 3 2 | x x = − + 16 8 3 = − + 8 . . 3 u a= 2Calcule a área da região delimitada pelos gráficos das equações 2 2 e 5.y x y x= − = − Exemplo 2 Solução 2 2 2y x= − Parábola com eixo de simetria horizontal 22 2x y = + 22 2x y = + 21( ) 1 2 f y x y = = + , (1,0) 4 2 b a a − − = Vértice Reta5y x= − ( ) 5g y x y = = + Interseção: 21 1 5 2 y y+ = + 21 4 0 2 y y − − = 4 ou 2y y = = − (9,4) e (3, 2) − Pensando a região como R , temos:y Figura 8 4 2 2 1 5 1 2 A y y dy − = + − + 4 2 2 1 4 2 y y dy − − + 42 3 2 1 4 2 2 3 | y y y − = − + 32 4 8 16 2 8 3 3 A = − + − − + 18A ua = 2Calcule a área da região delimitada pelos gráficos das equações , 4, 1 e 2. y x x y y y = − − = = − = Exemplo 3 Solução Note que 2y x= − 2x y = − Parábola com eixo de simetria horizontal e vértice (0,0) 4x y− = 4x y = + Reta 1y = − Reta horizontal por (0,-1) 2y = Reta horizontal por (0,2) Considerando a região como do tipo R , temosy ( )( ) 2 2 1 4A y y dy − = + − − ( ) 2 2 1 4y y dy − = + + 22 3 1 4 2 3 | y y y − = + + 8 1 1 2 8 4 3 2 3 A = + + − − − 33 2 A ua = Referências Flemming, Diva Marília; Mirian, Buss Gonçalves. Cálculo A : funções, limite, derivação e integração. 6. ed. São Paulo: Pearson, 2006. 448 p. Flemming, Diva Marília; Mirian, Buss Gonçalves. Cálculo B : funções, limite, derivação e integração. 6. ed. São Paulo: Pearson, 2006. 448 p. Leithold, Louis. O Cálculo com geometria analítica. 3. ed. São Paulo: Harbra, 1994. 2 v. Rogawski, Jon. Cálculo. Porto Alegre: Bookman, 2009. 2 v. Simmons, George F. Cálculo com geometria analítica. São Paulo: Pearson- Markron Books, 2005. 2 v. Swokowski, Earl. W. Cálculo com Geometria Analítica. 2. ed. São Paulo: Makron Books, 1994. 2 v. Slide 1 Slide 2 Slide 3 Slide 4 Slide 5 Slide 6 Slide 7 Slide 8 Slide 9 Slide 10 Slide 11 Slide 12 Slide 13 Slide 14
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