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__________________________________________________________________Formulário 6 1 APLICAÇÕES GEOMÉTRICAS DOS INTEGRAIS DEFINIDOS 1. Áreas de regiões planas a) Sejam f, g: [a, b] → IR funções contínuas e tais que g(x) ≤ f(x), ∀ x ∈ [a, b]. A área da região delimitada pelos gráficos de f, g e pelas rectas x = a e x = b é dada por A = [ ]∫ −b a dx)x(g)x(f . b) Sejam g, f: [c, d] → IR funções contínuas e tais que f(y) ≤ g(y), ∀ y ∈ [c, d]. A área da região delimitada pelos gráficos de g, f e pelas rectas y = c e y = d é dada por A = [ ]∫ −d c dy)y(f)y(g . c) Sejam φ, ψ : [α, β] → IR funções com derivadas contínuas e tais que ⎩⎨ ⎧ = = )t(y )t(x ψ φ , com t ∈ [α, β], representa uma função y = f(x). Se esta for a situação de alguma das funções das alíneas a) e b) acima, então a área pode ser calculada através da substituição x = φ (t) e y =ψ (t), respectivamente, no integral. 2. Comprimentos de curvas planas a) Sejam f: [a, b] → IR e a sua derivada f ’ contínuas. O comprimento da curva definida pelo gráfico de y = f(x) desde o ponto (a, f (a)) até ao ponto (b, f (b)) é dado por L = [ ]∫ +b a )x´(f 21 dx. b) Sejam g: [a, b] → IR e a sua derivada g ’ contínuas. O comprimento da curva definida pelo gráfico de x = g(y) desde o ponto (g(c), c) até ao ponto (g(d), d) é dado por L = [ ]∫ +d c )y´(g 21 dy. c) Sejam φ, ψ: [α, β] → IR funções com derivadas contínuas e tais que ⎩⎨ ⎧ = = )t(y )t(x ψ φ , com t ∈ [α, β], representa uma função y = f (x). O comprimento da curva desde o ponto (φ (α),ψ (α)) até ao ponto (φ (β),ψ (β)) é dado por L = [ ] [ ]∫ +β α ψφ 22 )t(')t(' dt. 3. Volumes de sólidos de revolução a) Sejam f, g: [a, b] → IR funções contínuas e tais que 0 ≤ f(x) ≤ g(x), ∀ x ∈ [a, b]. E seja R a região delimitada pelos gráficos de f e de g e pelas rectas x = a e x = b. O volume do sólido de revolução gerado pela rotação de R, (i) em torno do eixo Ox é [ ] [ ]( )dxb a )x(f)x(gV ∫ −= 22π . Formulário 6 __________________________________________________________________ 2 (ii) em torno do eixo Oy é ( )dx b a )x(f)x(gxV ∫ −= π2 . b) Sejam f, g: [c, d] → IR funções contínuas e tais que 0 ≤ f(y) ≤ g(y), ∀ y ∈ [c, d]. E seja R a região delimitada pelos gráficos de f e de g e pelas rectas y = c e y = d. O volume do sólido de revolução gerado pela rotação de R, (i) em torno do eixo Ox é ( )dy d c )y(f)y(gyV ∫ −= π2 . (ii) em torno do eixo Oy é [ ] [ ]( )dyd c )y(f)y(gV ∫ −= 22π . c) Sejam φ, ψ : [α, β] → IR funções com derivadas contínuas e tais que ⎩⎨ ⎧ = = )t(y )t(x ψ φ , com t ∈ [α, β], representa uma função y = f (x). Se esta for a situação de alguma das funções das alíneas a) e b) acima, então a área pode ser calculada através da substituição x = φ (t) e y =ψ (t), respectivamente, no integral. 4. Áreas de superfícies de revolução a) Sejam f: [a, b] → IR e a sua derivada, f’ , contínuas e f(x) ≥ 0. A área da superfície de revolução gerada pela rotação do gráfico de y = f(x), entre x = a e x = b, (i) em torno do eixo Ox, é [ ]∫ += b a )x´(f)x(fsA 212π dx. (ii) em torno do eixo Oy, é [ ]∫ += b a )x´(fxsA 212π dx. b) Sejam g: [c, d] → IR e a sua derivada, g ’, contínuas e g(y) ≥ 0. A área da superfície de revolução gerada pela rotação do gráfico de x = g(y), entre y = c e y = d, (i) em torno do eixo Ox, é [ ]∫ += d c )y´(gysA 212π dy. (ii) em torno do eixo Oy, é [ ]∫ += d c )y´(g)y(gsA 212π dy. c) Sejam φ, ψ: [α,β] → IR funções com derivadas contínuas e tais que ⎩⎨ ⎧ = = )t(y )t(x ψ φ , com t ∈ [α, β], representa uma função y = f(x). A área da superfície de revolução gerado pela rotação do gráfico de f, (i) em torno do eixo Ox, é [ ] [ ]∫ += β α ψφψπ 222 )t´()t´()t(sA dt. (ii) em torno do eixo Oy, é [ ] [ ]∫ += β α ψφφπ 222 )t´()t´()t(sA dt.
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