Lição 32 — Propriedades da Integral Definida
Propriedades algébricas e de ordem da integral definida: linearidade, aditividade em intervalos, comparação e estimativas. Valor médio integral e teorema do valor médio para integrais.
Used in: Cálculo 1 — Unidade 4 · USP MAC0105 · ITA MA-011
Rigorous notation, full derivation, hypotheses
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Exemplos
Exercícios
Exercise list
30 exercises · 7 with worked solution (25%)
- Ex. 32.1Application
Calcule usando fórmula de área geométrica.
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O integrando é linear e positivo em (zero em ). O gráfico é um triângulo de base 3 e altura 3, logo área .Show step-by-step (with the why)
- Reconheça que forma um triângulo com o eixo em .
- Base = 3, altura = .
- Área .
- Ex. 32.2Application
Calcule usando fórmula de área geométrica.
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Em , vai de 1 (em ) a 0 (em ). Triângulo de base 1 e altura 1: área . - Ex. 32.3Application
Calcule usando fórmula de área geométrica.
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O gráfico de em é um triângulo simétrico com vértice em , base 6, altura 3. Área . - Ex. 32.4Application
Calcule usando fórmula de área geométrica.
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O gráfico de em é triângulo com vértice em , base 6, altura 3. Área . - Ex. 32.5Application
Calcule usando fórmula de área geométrica.
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O integrando é a metade superior do círculo de raio 2. Em temos um semicírculo de raio 2: área .Show step-by-step (with the why)
- Reconheça como semicírculo superior de raio .
- Área do semicírculo: .
- Ex. 32.6Application
Calcule usando fórmula de área geométrica.
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O integrando é a metade superior do círculo de raio 2 centrado em . Em temos um semicírculo completo de raio 2: área . - Ex. 32.7ApplicationAnswer key
Calcule usando fórmula de área geométrica.
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O integrando é a metade superior do círculo de raio 6 centrado em . Em temos um semicírculo completo de raio 6: área . - Ex. 32.8Understanding
Suponha que , , e . Calcule .
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Por aditividade, . - Ex. 32.9UnderstandingAnswer key
Usando os dados , , , , calcule .
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Por aditividade: . Analogamente . Logo . - Ex. 32.10Understanding
Usando os dados , , , , calcule .
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Usando aditividade: . Linearidade da integral garante .Show step-by-step (with the why)
- Propriedade de linearidade: .
- Substituindo os dados: .
- Ex. 32.11Application
Usando os dados e , calcule .
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Linearidade: . - Ex. 32.12Application
Usando os dados , , , , calcule .
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Aditividade: e . Logo . - Ex. 32.13Understanding
Use a identidade para calcular .
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O integrando é ímpar: . Pela propriedade de funções ímpares em intervalo simétrico: .Show step-by-step (with the why)
- Verifique que é ímpar: .
- Propriedade: se é ímpar, .
- Ex. 32.14UnderstandingAnswer key
Calcule usando propriedade de funções ímpares.
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O integrando : verifique paridade. . Função ímpar em intervalo simétrico: integral é 0. - Ex. 32.15Application
Dado que , e , calcule .
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Dado , , , pela linearidade: .Show step-by-step (with the why)
- Linearidade: .
- Substitui os valores dados: .
- Ex. 32.16Application
Usando os mesmos valores integrais, calcule .
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Linearidade com dados , , : . - Ex. 32.17ApplicationAnswer key
Calcule expandindo e usando os valores , .
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Expanda: . Então . - Ex. 32.18Application
Calcule expandindo e usando , , .
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Expanda: . Logo . - Ex. 32.19Application
Calcule usando linearidade.
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Linearidade: . - Ex. 32.20Application
Calcule usando a linearidade e os valores .
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Linearidade: . - Ex. 32.21Understanding
Use o teorema de comparação para mostrar que . Qual das afirmações justifica corretamente esse resultado?
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Observe que para todo . Pela propriedade de monotonicidade (P3): . - Ex. 32.22Understanding
Use o teorema de comparação para mostrar que . Qual afirmação justifica?
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Os zeros do produto são e . Em ambos os fatores têm sinais opostos: e . Logo em . Por P3: . - Ex. 32.23UnderstandingAnswer key
Use o teorema de comparação para mostrar que . Qual propriedade justifica?
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Em , a função está acima da corda linear (pois seno é côncavo nesse intervalo). Logo . Por P3: . - Ex. 32.24Understanding
Use o teorema de comparação para mostrar que . Qual afirmação é a correta justificativa?
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Em , o mínimo de é atingido nos extremos: . Logo no intervalo. Por P5: ... na verdade a estimativa direta dá . A afirmação que justifica a desigualdade pedida é que . - Ex. 32.25Application
Encontre o valor médio de em e o ponto onde .
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Valor médio: . Ponto : resolva , logo (tomando o valor positivo).Show step-by-step (with the why)
- Calcule .
- Valor médio: .
- TVM-I: .
- Ex. 32.26ApplicationAnswer key
Encontre o valor médio de em e o ponto do TVM-I.
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é ímpar em , logo . Valor médio . TVM-I: . - Ex. 32.27Application
Encontre o valor médio de em e o ponto do TVM-I.
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Calcule: . Valor médio: . TVM-I: . - Ex. 32.28Application
Encontre o valor médio de em .
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Calcule . Valor médio: . Isso reflete o período completo do seno. - Ex. 32.29Modeling
Mostre que o valor médio de em é . Qual é esse valor?
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O valor médio de em é . Usando : . Valor médio . Por simetria, o mesmo vale em .Show step-by-step (with the why)
- Use identidade: .
- Integre: .
- Valor médio: .
- Ex. 32.30ModelingAnswer key
É verdade que para todo ? Qual afirmação justifica corretamente?
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A função tem período 1. Para qualquer , o intervalo tem comprimento igual a um período completo. Por periodicidade (propriedade: para funções periódicas de período ), .