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Lista 09 
Produção \u2013 Cálculo II 
 
Integrais Impróprias 
 
 
Quando discutimos a integral definida \u222b
b
a
dxxf )( , supusemos a função f 
contínua e bem definida no intervalo fechado [a,b]. Estenderemos agora 
aquela definição de modo a considerar, também, intervalos de integração 
infinitos ou intervalos nos quais a função f possa ter pontos de 
descontinuidade. Integrais desse tipo serão chamadas \u201cIntegrais Impróprias\u201d. 
 
No caso de haver extremo(s) de integração infinito(s), o recurso que usaremos 
é relativamente simples e consiste em aplicar limites para que o(s) extremo(s) 
possa(m) tender a infinito de tal modo que o cálculo da integral (usando o 
Teorema Fundamental do Cálculo) ocorra supondo finitos tais extremos. 
 
Considere o seguinte exemplo: suponha que queiramos calcular a área da 
região limitada pela curva y = e\u2013x, pelo eixo x, pelo eixo y e pela reta x = b, 
com b > 0 (ou seja, a área esboçada no gráfico abaixo). Teríamos 
 
[ ] bbxb x eedxe \u2212\u2212\u2212 \u2212=\u2212=\u222b 10
0
 
Se fizermos b crescer ilimitadamente, ou seja, )1(lim b
b
e\u2212
\u221e\u2192
\u2212 teremos que a 
medida da área desejada é 1 u.a. Concluímos, portanto, que independente do 
valor que tomarmos para b, a área da região será sempre menor que 1 unidade 
quadrada. 
 2
DEFINIÇÃO: Se f é contínua para todo x \u2265 a, então \u222b\u222b
\u221e\u2192
\u221e
=
b
a
b
a
dxxfdxxf )(lim)( se 
esse limite existir. 
 
DEFINIÇÃO: Se f é contínua para todo x \u2264 b, então \u222b\u222b
\u2212\u221e\u2192
\u221e\u2212
=
b
a
a
b
dxxfdxxf )(lim)(
 se 
esse limite existir. 
 
DEFINIÇÃO: Se f é contínua para todo x então 
\u222b\u222b\u222b
\u221e\u2192\u2212\u221e\u2192
\u221e
\u221e\u2212
+=
b
b
a
a
dxxfdxxfdxxf
0
0
)(lim)(lim)( se os limites existirem. 
 
 
Nas definições acima, se os limites existirem, dizemos que a integral 
imprópria é convergente. Se não existirem, diremos que ela é divergente. 
 
Resultados similares podem ser enunciados para casos em que o integrando 
apresenta descontinuidades no limite de integração superior, no limite de 
integração superior, ou em ambos. Antes, porém, consideremos o seguinte 
exemplo (que talvez nos auxilie a compreender as definições posteriores): 
 
Exemplo: É possível encontrar um número finito para representar a medida da 
área da região limitada pela curva de equação 
x
y 1= , pelo eixo dos x, pelo 
eixo dos y e pela reta x = 4? 
 3
DEFINIÇÃO: Se f é contínua para todo x no intervalo semi-aberto à esquerda 
(a,b], então \u222b\u222b
+
\u2192 +
=
b
a
b
a
dxxfdxxf
\u3b5
\u3b5
)(lim)(
0
, se este limite existir. 
 
DEFINIÇÃO: Se f é contínua para todo x no intervalo semi-aberto à direita 
[a,b), então \u222b\u222b
\u2208\u2212
\u2192 +
=
b
a
b
a
dxxfdxxf )(lim)(
0\u3b5
, se este limite existir. 
 
DEFINIÇÃO: Se f é contínua para todo x no intervalo fechado [a,b], exceto 
para um ponto c tal que a < c < b, então 
\u222b\u222b\u222b
+
\u2192
\u2212
\u2192 ++
+=
b
c
c
a
b
a
dxxfdxxfdxxf
\u3b4\u3b4
\u3b5
\u3b5
)(lim)(lim)(
00
, se estes limites existirem. 
 
 
Exercícios 
 
(1) Calcule, se convergirem, as seguintes integrais: 
 
(a) \u222b
\u221e\u2212
\u2212
2
2)4( x
dx
 (b) \u222b
\u221e
\u221e\u2212
xdx (c) \u222b
\u221e
\u221e\u2212
++ 1262 xx
dx
 (d) \u222b
\u221e
0
senxdx 
 
(2) É possível encontrarmos um número finito para representar a medida da 
área de uma região limitada pelos gráficos de 
x
y 1= , y = 0 e x = 1? 
 
(3) Calcule \u222b
\u2212
\u221e\u2192
r
r
r
xdxlim e compare o resultado obtido com aquele do exercício 
(1b), dado acima. 
 
(4) É possível encontrarmos um número finito para representar a medida do 
volume do sólido formado pela rotação da região do exercício 2, acima, em 
torno do eixo x? 
 
(5) Calcule, se convergirem, as seguintes integrais 
 
(a) \u222b
\u2212
2
0
2)1(x
dx
 (b) \u222b
1
0
ln xdxx (c) \u222b
\u221e
\u22121
2 1xx
dx
 
 
 4
Observação: 
 
Dizemos que um limite existe se seu resultado é um número real. Para os 
limites cujos resultados são \u201cinfinito\u201d1 há tratamentos especiais (é exatamente 
por isso que, dentre os conteúdos da disciplina Cálculo I, há um tópico 
especial para limites chamados \u201cinfinitos\u201d \u2013 limites cuja variável tende a 
\u201cinfinito\u201d ou cujos resultados são \u201cinfinitos\u201d). Disso decorrem as afirmações 
feitas nesta lista: uma integral imprópria será chamada \u201cconvergente\u201d se seu 
resultado for um número real, e será chamada \u201cdivergente\u201d se os limites 
usados para sua solução não existirem (o que comporta, pelo menos, três 
casos: aquele em que os limites laterais2 existem \u2013 são números reais, portanto 
\u2013 mas são diferentes; aquele em que os limites laterais resultam em \u201cinfinito\u201d 
ou não existem por algum outro motivo; e aquele em que os limites resultam 
diretamente em \u201cinfinito\u201d). 
 
1
 \u201cInfinito\u201d, como sabemos, é uma noção matemática para representar \u201calgo tão grande (positivo 
ou negativo) quanto se queira\u201d. O que se chama \u201cinfinito positivo\u201d é o valor \u201ctão grande quanto se 
queira à direita do zero\u201d e o chamado \u201cinfinito negativo\u201d é o valor \u201ctão afastado quanto possível, à 
esquerda, do zero\u201d. Ainda que essa nota de rodapé tenha imprecisões do ponto de vista formal, ela é 
suficiente para encaminhar a operacionalização de elementos cujo tratamento ocorre 
freqüentemente nos cursos de Cálculo. 
2
 Lembramos que só tem sentido falar em lateralidade para limites com a variável tendendo a um 
número real \u201ca\u201d. Limites de funções cuja variável tende a infinito não comportam, obviamente, o 
estudo da lateralidade. Isso deve ser considerado ao atribuir a uma integral imprópria a 
nomenclatura \u201cdivergente\u201d.