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Integral - Agronomia Sandro Lúcio Silva Júnior Agronomia Email: sandrolsj700@gmail.com Junho de 2020 mailto:sandrolsj700@gmail.com Nota do Autor Caro leitor, esse material tem como intuito facilitar o aprendizado dos cálculos de Integral estudados em Agronomia, caso você encontre algum erro neste material, ou se tiver alguma sugestão para melhorá-lo e alguma dúvida, favor enviar-me um e-mail: sandrolsj700@gmail.com. Junho de 2020 Muito Obrigado! mailto:sandrolsj700@gmail.com Sumário 1 - O que é Integral?; 2 - Integral Indefinida (Cálculo I); 2.1 - Tabela das Principais Integrais Elementares; 2.2 - Propriedades da Integral Indefinida; 2.3 - Exercícios Exemplos; 3 - Integral Definida (Cálculo II); 3.1 - Exercícios Exemplos; 3.2 - Cálculo de Área; (eixo das ordenadas) (eixo das abcissas) 1 - O que é Integral? No cálculo, a integral de uma função foi criada originalmente para determinar a área sob uma curva no plano cartesiano e também surge naturalmente em dezenas de problemas da física, como por exemplo na determinação da posição em todos os instantes de um objeto, se for conhecida a sua velocidade instantânea em todos os instantes. O processo de se calcular a integral de uma função é chamado de integração. Exemplo Aplicação - Agronomia • Calcular a área de uma fazenda. Definição mais simples possível: • É uma ferramenta usada para calcular área abaixo de uma curva. 2 - Integral Indefinida (Cálculo I) • Para estudo da integral, primeiro é trabalhado a integração indefinida, que consiste no processo inverso da derivação (Cálculo I). Definição: primitiva = F(x): função que gera outra função F(x) = ∫ f(x) Uma função F(x) é chamada uma primitiva da função f(x) se F’(x) = f(x). F(x) é também chamada de anti-derivada. ▪ Exemplo: F(x) é primitiva (anti-derivada) de f(x) F(x) f(x) x 1 2x2 4x cosx - senx x3 + 2 3x2 F(x) f(x) x - 2 1 senx cosx senx - 1 cosx x4 + 5 3x3 • Derivada e Integral → um é o processo inverso do outro. • Exemplo: - Função: 2x2 Derivada de 2x2 = 2.(2x2-1) = 4x Integral de 4x = 4x2 = 2x2 2 Definição: • Tipo (Fórmula): ∫ f(x)dx = F(x) + C • Onde: ∫ = integral da função F(x) = antiderivada ou primitiva de f(x) dx = é a diferencial que serve para identificar a variável da função C ou K = constante indeterminada 2.1 - Tabela das Principais Integrais Elementares Tabela das Principais Integrais Elementares 1) ∫ dx = x + C 5) ∫ ex dx = ex + C 2) ∫ 1 dx ou ∫ dx = ln(x) + C x x 6) ∫ senx dx = - cosx + C 3) ∫ xa dx = x(a+1) + C (a+1) 7) ∫ cos dx = senx + C 4) ∫ ax dx = ax + C lna 8) ∫ tgx dx = ln(secx) + C 2.2 - Propriedades da Integral Indefinida • Tipo: 1ª) ∫ K . f(x) dx = k. ∫ f(x) dx 2ª) ∫ [f(x) + g(x)] dx = ∫ f(x) dx + ∫ g(x) dx • Exemplo: 1ª a) ∫ 11.(3x2 + x - 1) dx = 11. ∫ (3x2 + x - 1) dx 1ª b) ∫ 2/3.sen(4y + 2) dy = 2/3 ∫ sen(4y + 2) dy 2ª c) ∫ [(2x + 1) + (x2 + x + 5)] dx = ∫ (2x + 1) dx + ∫ (x2 + x + 5) dx 2ª d) ∫ [(x – 8) + senx] dx = ∫ (x – 8) dx + ∫ senx dx 2.3 - Exercícios Exemplos • Ao término de uma integral indefinida acrescenta-se ao resultado uma constante (C ou K). A acrescentação da constante pode ser qualquer uma. Calcule as integrais indefinidas: a) ∫ x3 dx I = x4 + C 4 b) ∫ 12x5 dx I = 12x6 6 I = 2x6 + K c) ∫ senx dx I = - cosx + C d) ∫ senƟ dƟ I = - cosƟ + K e) ∫ (4x3 - 9x2 + 2x + 12) dx I = 4x4 - 9x3 + 2x2 + 12x 4 3 2 I = x4 - 3x3 + x2 + 12x + C f) ∫ (6x2 + 8ex - 1) dx I = 6x3 + 8ex - 1x 3 I = 2x3 + 8ex - x + K g) ∫ x6 dx I = x7 + C 7 h) ∫ (x2 + 6x -8) dx I = x3 + 6x2 - 8x 3 2 I = x3 + 3x2 - 8x + K 3 Resolva “1º Lista de Exercícios - Integral - Indefinida” 1º Lista de Exercícios - Integral - Indefinida.pdf 3 - Integral Definida (Cálculo II) • Em seguida, trata-se a integral definida (Cálculo II), que é a integral propriamente dita, e sua relação com o problema de determinar a área de uma figura plana. • Sua resolução é a mesma de uma integral indefinida. A diferença é que na integral definida, após finalizar sua resolução, atribuímos valores à variável e não se acrescenta mais uma constante (C ou K). Definição: • Tipo (Fórmula): ∫𝐛 𝐚 𝐟(x) dx • Onde: ∫ = integral da função a e b = intervalo da função (limites inferior e superior) f(x) = integrando 3.1 - Exercícios Exemplos Calcule as integrais definidas: a) ∫𝟎 𝟐 6.x2 dx I = 6.x3 2 0 3 I = 2.x3 2 0 I = 2.(2)3 - [2.(0)3] I = 16 - 0 I = 16 b) ∫𝟏 𝟐 8.x - 3 dx I = 8.x2 - 3.x 2 1 2 I = 4.x2 - 3.x 2 1 I = 4.(2)2 - 3.(2) - [4.(1)2 - 3.(1)] I = 16 - 6 - (4 - 3) I = 16 - 6 - 4 + 3 I = 9 Resolva “2º Lista de Exercícios - Integral - Definida” 2º Lista de Exercícios - Integral - Definida.pdf 3.2 - Cálculo de Área • Cálculo da área A de uma função qualquer em um determinado intervalo a < x < b. u.a = unidade de área *** não existe área negativa • A área S (ou A) da figura será dada pela integral definida: ∫𝒃 𝒂 𝒇(x) dx Calculando com duas funções: • Tipo (Fórmula): A = ∫𝐛 𝐚 [𝐟(x) - g(x)] dx • Onde: A = área ∫ = integral da função a e b = intervalo da função (limites inferior e superior) f(x) = é uma reta g(x) = é uma parábola Exemplo: A = ∫b a [f(x) - g(x)] dx • f(x) = 3x + 2 e g(x) = x2 intervalos: 0 ≤ x ≤ 1 A = ∫0 1 (3.x + 2 - x2) dx A = 3.x2 + 2.x - x2 1 0 2 A = 3.(1)2 + 2.(1) - (1)2 - [ 3.(0)2 + 2.(0) - (0)2] 2 2 A = 3 + 2 - 1 - [0] 2 3 A = 9 + 12 – 2 6 A = 19 u.a 6 Calculando sem os intervalos: a e b ∫𝑎 𝑏 (4 - x2) dx 1º) Descobrir o intervalo de integração [a, b] pela fórmula de bhaskara → y = 0 4 – x2 = 0 𝐱 = −𝐛 ± 𝐛𝟐−𝟒.𝐚.𝐜 𝟐.𝐚 -x2 = -4 x = ± - √4 x’ = - 2 x” = 2 2º) ∫−2 2 (4 - x2) dx A = 4.x - x3 2 −2 3 A = 4.(2) - (2)3 - [4.(-2) - (-2)3 ] 3 3 A = 8 - 8 - [-8 + 8 ] 3 3 A = 8 - 8 + 8 - 8) 3 3 A = 16 - 16 3 A = 32 u.a 3 Resolva “3º Lista de Exercícios - Integral - Definida - Cálculo De Área” 3º Lista de Exercícios - Integral - Definida - Cálculo De Área.pdf Referências • FLEMMING, Diva Marília; GONÇALVES, Mirian Buss. Livro: Cálculo A: Funções, Limite, Derivação e Integração. 6. ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2006. 448 p ISBN 9788576051152 (broch.). • Assista: Youtube/omatematico.com: Curso Rápido de Integrais: https://www.youtube.com/watch?v=m1Rl2zDwgos&list=PLE6qFDd4x9w- OeOgr2vL_HZygXVX_pd8Q&index=2&t=0s • Wikipédia. Integral. Disponível em: https://pt.wikipedia.org/wiki/Integral#C%C3%A1lculo_de_integrais https://www.youtube.com/watch?v=m1Rl2zDwgos&list=PLE6qFDd4x9w-OeOgr2vL_HZygXVX_pd8Q&index=2&t=0s https://pt.wikipedia.org/wiki/Integral#C%C3%A1lculo_de_integrais
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