Prévia do material em texto
TÉCNICAS DE INTEGRAÇÃO - INTEGRAÇÃO POR PARTES Suponhamos f e g funções definidas e deriváveis em um mesmo intervalo I. Temos, pela regra do produto: [ f(x).g(x)] ' = f ' (x).g(x) + f(x).g ' (x) ou f(x).g ' (x) = [ f(x).g(x)] ' – f ' (x).g(x) (1) Supondo, então, que f ' (x).g(x) admita primitiva em I e observando que f(x).g(x) é uma primitiva de [f(x).g(x)] ' , então f(x).g ' (x) também admitirá primitiva em I e que é a regra de integração por partes. Fazendo u = f(x) e v = g(x), teremos du = f ' (x) dx e dv = g ' (x) dx, o que nos permite escrever a regra (1) na seguinte forma usual: Suponha, agora, que se tenha que calcular . Se você perceber que, multiplicando a derivada de uma das funções do integrando por uma primitiva da outra, chega-se a uma função que possui primitiva imediata, então aplique a regra de integração por partes. segunda-feira, 23 de novembro de 2020 17:38 Página 1 de 30-11-2020 Página 2 de 30-11-2020 Exemplos: Calcule as seguintes integrais: = 1) = 2) = 3) segunda-feira, 23 de novembro de 2020 17:40 Página 3 de 30-11-2020 = 4) = 5) Página 4 de 30-11-2020 = 6) 7) Página 5 de 30-11-2020 . Teorema Fundamental do Cálculo (TFC) Se f for integrável em [a, b] e se F for uma primitiva de f em [a, b], então: . Prova: Temos pelo teorema 3 que se P : a = x0 < x1 < x2 < x3 < ... < xn = b é uma partição de [a , b], existem em tal que . Assim, = = Notas: A integral definida é igual à diferença entre os valores numéricos da integral indefinida, obtidos para x = a e x = b, respectivamente. • É possível provar que toda função contínua em [a, b] é integrável em [a, b]. • Temos então pelo TFC que, se f é contínua em [a, b] e F é uma primitiva de f em [a , b], então: • É usual denotar a diferença por . Assim,• Exemplos: Calcule 1) "= ... = " Solução: é uma primitiva de f(x) = x2 e f é contínua em [1 , 2] Assim, "= " segunda-feira, 23 de novembro de 2020 17:44 Página 6 de 30-11-2020 = 1) = 2) = 3) = 4) = 5) Página 7 de 30-11-2020 = 6) = 7) Página 8 de 30-11-2020 Página 9 de 30-11-2020 17:50 Represente graficamente e calcule a área do conjunto limitado pelas retas x = 0 , x = 1 , y = 0 e pelo gráfico de f(x) = x 1. Solução: Represente graficamente e calcule a área do conjunto limitado pelas retas x = 0 , x = 1 , y = 0 e pelo gráfico de f(x) = x2. 2. Solução: segunda-feira, 23 de novembro de 2020 17:50 Página 10 de 30-11-2020 0 e pelo gráfico de f(x) = x2. Solução: Calcule a área do conjunto .3. Solução: A é o conjunto do plano limitado pelas retas x = 1 , x = 2 , y = 0 e pelo gráfico de . Página 11 de 30-11-2020 A seguir apresentaremos situações que evidenciam como estender o conceito de área para outros subconjuntos do 2. Como em [a , b] e Seja A o conjunto hachurado Nota: Observe que = = soma das áreas dos conjuntos acima do eixo Ox menos a soma das áreas dos conjuntos abaixo do eixo Ox. a) Represente geometricamente e calcule a área da região limitada pelo gráfico de f(x) = x3, pelo eixo x e pelas retas x = -1 e x = 1. 4. Solução: Página 12 de 30-11-2020 Represente geometricamente e calcule a área da região limitada pelas retas x = 0, x = 1, y = 2 e pelo gráfico de y = x2. 1) Represente geometricamente e calcule a área do conjunto de todos os pontos (x, y) tais que 2) segunda-feira, 30 de novembro de 2020 17:41 Página 13 de 30-11-2020 Represente geometricamente e calcule a área da região compreendida entre os gráficos de y = x e y = x2, no intervalo . 3) Calcule a área entre x = -2 e x = 5 sob o gráfico de: 4) Determine também: . O que isto significa? 9) Represente geometricamente e calcule a integral definida Página 14 de 30-11-2020 segunda-feira, 30 de novembro de 2020 19:23 Página 15 de 30-11-2020 20:39 segunda-feira, 30 de novembro de 2020 20:39 Página 16 de 30-11-2020