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BASES MATEMÁTICAS
AULA 04 – INTEGRAL
Prezado (a) aluno (a),
Seguindo aos conhecimentos matemáticos e suas aplicações na
administração, nesta aula você conhecerá as integrais, que são divididas em
integrais definidas e indefinidas.
Com esse aprendizado, você chegará ao excedente do consumidor e do
produtor. que são situações que utilização da função de demanda e oferta aplicadas
nas integrais.
Bons estudos!
Ao final desta aula, você será capaz de:
Realizar cálculos de integrais definidas e indefinidas;
Reconhecer integrais impróprias;
Realizar cálculos do excedente do consumidor e do produtor.
4 INTEGRAIS
Conforme Silva e Abrão (2017), com o estudo desenvolvido nas derivadas, a
compreensão de integração de uma função será mais simples.
Podemos dizer que a integração é a operação inversa da derivação. Desse
modo, se tivermos em mãos um determinado custo marginal, que vimos ser
a derivada primeira do custo total, poderemos obter a função custo total,
desde que conheçamos os custos fixos, que tendem a ser a constante desta
função (SILVA; ABRÃO, 2017, p. 104).
Em outras palavras, quando integramos uma função derivada, vamos encontrar
as possíveis primitivas da função. Observe os exemplos a seguir.
Exemplo 01: Se 𝑦 = 2𝑥2 + 8, então, 𝑦′ = 4𝑥
Mas as funções 𝑦1 = 2𝑥2 + 10 e 𝑦2 = 2𝑥2 + 𝐶, possuem a mesma derivada.
Observe que, os que as difere é apenas as constantes.
Assim, ao integrarmos a função 𝑦′ = 4𝑥, teremos 𝑦 = 2. 𝑥2 + 𝐶
A integral é representada da seguinte forma:
∫ 4. 𝑥. 𝑑𝑥 = 2𝑥2 + 𝐶
Além de encontrar a função primitiva, a principal aplicação da integral é a
obtenção de áreas, por meio da somatória sucessiva de valores de uma função, em
um domínio considerado, em uma situação onde cada parte deste domínio tende a
zero, de forma que o número de partes tenda ao infinito.
A integral apresentada acima, é chamada de integral indefinida, seu resultado
sempre será uma função, além dela, temos a integral definida, que é a responsável
pelo cálculo de áreas, seu resultado é um valor.
4.1 Integral indefinida
Seja uma função 𝑓(𝑥), qualquer função 𝐹(𝑥) cuja derivada seja 𝑓(𝑥), essa é
chamada de primitiva, em outras palavras, 𝐹(𝑥) é uma primitiva de 𝑓(𝑥), se 𝐹′(𝑥) =
𝑓(𝑥).
Exemplo 02: Uma primitiva da função 𝑓(𝑥) = 2𝑥 é 𝐹(𝑥) = 𝑥², pois 𝐹′(𝑥) = 2𝑥.
Mas essa não é a única primitiva de 𝑓(𝑥) = 2𝑥, pois, por exemplo, a função
𝐹(𝑥) = 𝑥2 + 5, essa também é uma primitiva de 𝑓(𝑥) = 2𝑥, pois 𝐹′(𝑥) = 2𝑥.
É chamada de integral indefinida de 𝑓(𝑥), e indicamos pelo símbolo ∫ 𝑓(𝑥)𝑑𝑥,
a uma primitiva qualquer de 𝑓(𝑥) adicionada a uma constante arbitrária 𝑐. Assim,
∫ 𝑓(𝑥)𝑑𝑥 = 𝐹(𝑥) + 𝑐
em que 𝐹(𝑥) é uma primitiva de 𝑓(𝑥), ou seja, 𝐹′(𝑥) = 𝑓(𝑥).
Assim, para o exemplo apresentado anteriormente, temos:
∫ 2𝑥 𝑑𝑥 = 𝑥2 + 𝑐
O procedimento de determinação da integral indefinida é chamado de
integração.
Exemplo 03: Calcule a derivada de
𝑥³
𝒙
e conclua que esta função é uma
primitiva de 𝑥²
𝑥3
3
=
1
3
𝑥³
Então,
(
𝑥3
3
) = (
1
3
𝑥3) =
3
3
𝑥2 = 𝑥²
Logo,
𝑥³
𝑥
é uma primitiva de 𝑥².
Note que, é possível obter as integrais indefinidas das principais funções
utilizadas, que decorrem imediatamente das respectivas regras de derivação.
I) ∫ 𝑥𝑛𝑑𝑥 =
𝑥𝑛+1
𝑛+1
+ 𝑐, para 𝑛 ≠ −1, pois a derivada de
𝑥𝑛+1
𝑛+1
é 𝑥𝑛.
II) ∫
1
𝑥
𝑑𝑥 = ln 𝑥 + 𝑐, para 𝑥 > 0, pois a derivada de ln 𝑥 é
1
𝑥
.
Se, 𝑥cujas
características são:
𝑓(𝑥) ≥ 0 para todo 𝑥.
∫ 𝑓(𝑥)𝑑𝑥 = 1
∞
−∞
Exemplo 07: Pode-se verificar que a função,
𝑓(𝑥) = {
𝑒−𝑥, 𝑠𝑒 𝑥 ≥ 0
0, 𝑠𝑒 𝑥