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INTEGRAL DEFINIDA Prof. Nádison José Rodrigues de Araújo INTEGRAL DEFINIDA Os dois mais importantes instrumentos do cálculo são a derivada e a integral definida, que surge de forma natural quando consideramos o problema da determinação da área de uma região xy. Sendo esta entretanto, apenas uma das aplicações da integral definida. INTEGRAL DEFINIDA Então iremos realizar a matematização do conceito e notação de soma na integral definida para sua fundamentação. E aplicarmos o Teorema Fundamental do Cálculo buscando soluções para integral definida. INTEGRAL DEFINIDA INTEGRAL DEFINIDA INTEGRAL DEFINIDA INTEGRAL DEFINIDA Começamos por subdividir S em n faixas S1, S2,..., Sn de igual largura como na Figura 3 Figura 3 INTEGRAL DEFINIDA INTEGRAL DEFINIDA Vamos aproximar a i-ésima faixa Si por um retângulo com largura ∆x e altura f (xi), que é o valor de f na extremidade direita (veja a Figura 4). Figura 4 INTEGRAL DEFINIDA 5 Figura 5 INTEGRAL DEFINIDA INTEGRAL DEFINIDA INTEGRAL DEFINIDA INTEGRAL DEFINIDA Podemos então enunciar o seguinte: Definição: Seja f uma função contínua no intervalo [a, b]. Suponha que este intervalo seja dividido em n partes iguais de largura Δx = (b-a)/n e seja xj um número pertencente ao i – ésimo intervalo para i = 1, 2, ...,n. Neste caso, a integral definida de f em [a,b], denotada por se este limite existir e levando-se em conta que função y=f(x) é contínua em um intervalo[a,b] e integrável em [a,b]. INTEGRAL DEFINIDA Explicando a notação utilizada temos: INTEGRAL DEFINIDA INTEGRAL DEFINIDA Ainda analisando variações de f: 6 Figura 6 INTEGRAL DEFINIDA 7. Figura 7 INTEGRAL DEFINIDA EXEMPLO PRÁTICO DA SOMA DE RIEMANN INTEGRAL DEFINIDA INTEGRAL DEFINIDA 8. Figura 8 INTEGRAL DEFINIDA 9. Figura 9 10 INTEGRAL DEFINIDA Figura 10 INTEGRAL DEFINIDA INTEGRAL DEFINIDA INTEGRAL DEFINIDA INTEGRAL DEFINIDA EXEMPLO INTEGRAL DEFINIDA INTEGRAL DEFINIDA INTEGRAL DEFINIDA INTEGRAL DEFINIDA INTEGRAL DEFINIDA INTEGRAL DEFINIDA INTEGRAL DEFINIDA A Propriedade 4 pode ser comprovada de forma análoga a Propriedade 2. INTEGRAL DEFINIDA TEOREMA FUNDAMENTAL DO CÁLCULO INTEGRAL DEFINIDA INTEGRAL DEFINIDA EXEMPLO PRÁTICO INTEGRAL DEFINIDA INTEGRAL DEFINIDA INTEGRAL DEFINIDA INTEGRAL DEFINIDA INTEGRAL DEFINIDA Aplicações da Integral Definida Áreas de regiões planas; Volumes de sólidos de revolução(discos circulares, anéis circulares, camadas cilíndricas, divisão em fatias); Cálculo do comprimento do arco e área de superfícies em geral; Aplicações às Ciências Econômicas(demanda de mercado, inflação,produção, etc,) e Biológicas(medidas de ecossistemas, sistemas circulatórios, etc.); Utilização na Física no cálculo de força variável relacionada a noção de trabalho e energia(sistemas oscilantes, bombeamento de líquidos, fenômenos de transporte de uma forma geral, compressão ou expansão dos gases, energia cinética, potencial, comportamento dos fluidos,etc.). Exercícios Resolvidos Calcule, mediante o Teorema Fundamental do Cálculo, as integrais a seguir: INTEGRAL DEFINIDA Como atividade prática, aplicaremos a lista de exercícios para solução das integrais definidas. INTEGRAL DEFINIDA Bibliografia Básica STEWART, James. Cálculo.São Paulo : Cengage Learning, 2013. Bibliografia Complementar SWOKOWSKI, Earl William. Cálculo com Geometria Analítica. São Paulo : Makron Books, 1994. MUNEM, Mustafa A. & FOULIS, David J. Cálculo. Rio de Janeiro : Ed. Guanabara Dois, 1983.
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