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1 UNIVERSIDADE DO ESTADO DA BAHIA UNEB / CAMPUS II ALAGOINHAS DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA DCET COLEGIAO DE MATEMÁTICA CURSO: LICENCIATURA EM MATEMÁTICA TEXTO CÁLCULO II Elaboração Grace Baqueiro [ ALAGOINHAS 2011]

Texto Cálculo2 Integral

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calculos de intergrais, toda e explicação.

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Page 1: Texto Cálculo2 Integral

1

UNIVERSIDADE DO ESTADO DA BAHIA – UNEB / CAMPUS II – ALAGOINHAS

DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA – DCET COLEGIAO DE MATEMÁTICA

CURSO: LICENCIATURA EM MATEMÁTICA

TEXTO

CÁLCULO II

Elaboração

Grace Baqueiro

[ ALAGOINHAS – 2011]

Page 2: Texto Cálculo2 Integral

2

APRESENTAÇÃO

Caros Estudantes!

Sejam bem vindos ao estudo do Cálculo Diferencial e Integral.

O Cálculo Diferencial e Integral, foi desenvolvido por Isaac Newton (1643-1727)

e Gottfried Leibniz (1646-1716), e utilizado como uma ferramenta auxiliar em várias

áreas das ciências exatas, inclusive na área das Ciências da Computação, a

exemplo da parceria TecnologiaXMedicina.

O estudo do Cálculo está alicerçado nos conceitos de Limite, Derivada e

Integral. Veremos ao longo deste módulo, as definições, propriedades e exemplos,

relacionados ao cálculo da integral de funções. Tudo isto de forma leve, sem muito

rigor formal.

A idéia é transmitir o conteúdo, utilizando uma linguagem simples e muitas

ilustrações gráficas. Tais gráficos foram feitos com o uso do software Winplot, que é

de domínio público. No corpo do texto vocês verão dicas de como utilizá-lo.

A princípio, o estudo do cálculo pode parecer difícil, mas não é. Porém, é

importante dar uma revisada em alguns assuntos já vistos no ensino médio, tais

como: funções, geometria e trigonometria, pois eles são a base deste estudo.

Com estes assuntos em dia, muito estudo e bastante dedicação, vocês vão

conseguir aprofundar e ter sucesso no estudo deste Componente Curricular.

Bons Estudos!

Page 3: Texto Cálculo2 Integral

3

Sumário

1 BREVE HISTÓRICO .................................................................................... 4

2 INTEGRAL ................................................................................................... 6

2.1 Idéia Intuitiva de Integral ............................................................................................ 7

2.2 Integrais definida ....................................................................................................... 12

2.3 Integral indefinida ..................................................................................................... 14

2.4 Técnicas de integração .............................................................................................. 18

2.4.1 Método da Substituição ..................................................................................... 18

2.4.2 Método da integração por partes ...................................................................... 21

2.4.3 Método da integração de funções racionais por frações parciais ..................... 24

2.5 Teorema Fundamental do Cálculo ............................................................................ 26

2.6 Aplicações da Integral Definida ................................................................................. 28

2.6.1 Cálculo de áreas ................................................................................................. 28

2.7 Cálculo de volume de sólido de revolução ................................................................ 35

2.8 Integrais Impróprias .................................................................................................. 39

3 Referências ................................................................................................ 50

Page 4: Texto Cálculo2 Integral

4

1 BREVE HISTÓRICO

Baseado em uma pesquisa feita no Wikipédia (disponível no site:

http://pt.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1lculo), apresento abaixo uma pequena

retrospectiva, da história do Cálculo Diferencial e Integral que foi se desenvolvendo

ao longo do tempo e, seus principais precursores.

Antiguidade:

Alguns matemáticos já desenvolviam idéia do cálculo integral, porém sem nenhum

rigor ou sistematização.

A função básica do cálculo integral, calcular volumes e áreas, pode ser

remontada ao Papiro Egípcio de Moscow (1800 a.C.), no qual um egípcio

trabalhou o volume de um frustum (é o espaço "piramidal" que pode ser

visto pela câmera ( observador ) em um espaço em 3D.) piramidal.

Eudoxus (408-355 a.C.) usou o método da exaustão para calcular áreas e

volumes.

Arquimedes (287-212 a.C.) levou essa idéia além, inventando a

heurística, que se aproxima do cálculo integral.

O método da exaustão foi redescoberto na China por Liu Hui no século III,

que o usou para encontrar a área do círculo. O método também foi usado

por Zu Chongzhi século V, para achar o volume de uma esfera.

Idade Média:

O matemático indiano Aryabhata usou a noção infinitesimal em 499 d.C.

No século XII, o matemático persa Sharaf al-Din al-Tusi descobriu a derivada

de polinômios cúbicos, um resultado importante no cálculo diferencial.

No século XIV, Madhava de Sangamagrama, juntamente com outros

matemáticos-astrônomos da Escola Kerala de Astronomia e Matemática,

descreveu casos especiais da Série de Taylor, que no texto são tratadas

como Yuktibhasa.

Page 5: Texto Cálculo2 Integral

5

Idade Moderna

Descobertas independentes no cálculo foram feitas no início do século XVII

no Japão por matemáticos como Seki Kowa, que expandiu o método de

exaustão.

Na Europa, na segunda metade do século XVII, os matemáticos John Wallis,

Isaac Barrow e James Gregory, contribuíram com grandes descobertas, no

sentido de resolver problemas muito antigos que até então não haviam sido

solucionados, entre eles, um caso especial do segundo teorema fundamental

do cálculo em 1668.

Coube a Gottfried Wilhelm von Leibniz e a Isaac Newton recolher essas idéias

e juntá-las em um corpo teórico que viria a constituir o cálculo. A ambos é

atribuída a simultânea e independente invenção do cálculo. O argumento

histórico para conferir aos dois a invenção do cálculo é que ambos chegaram

de maneiras distintas ao teorema fundamental do cálculo.

Idade contemporânea

No século XIX, o cálculo foi abordado de uma forma muito mais rigorosa por

matemáticos como Cauchy, Riemann e Weierstrass.

Foi também durante este período que idéias do cálculo foram generalizadas

ao espaço euclidiano e ao plano complexo. Lebesgue mais tarde generalizou

a noção de integral.

Caro estudante:

Através desta retrospectiva do desenvolvimento do Cálculo Diferencial e Integral,

vimos que ela remonta de dois séculos antes de Cristo. Vários matemáticos foram

aproveitando as idéias oriundas dos seus antecessores e, com muito estudo e

dedicação, ampliando tais conhecimentos, para que tivéssemos nos dias de hoje, o

estudo do Cálculo todo sistematizado. Nosso único trabalho é: estudar e

compreender os conceitos básicos. Aproveitem!

Page 6: Texto Cálculo2 Integral

6

2 INTEGRAL

O Cálculo integral é usado em todos os ramos das ciências: Física, Estatística,

Engenharia, Computação, Medicina, Química e em outras áreas sempre que um

problema possa ser modelado matematicamente.

As origens do cálculo remontam à Grécia antiga, quando foram encontradas áreas

usando o chamado “método da exaustão”. Naquela época os gregos já sabiam

encontrar a área de qualquer polígono dividindo-o em triângulos, como na figura

abaixo, e em seguida, somando as áreas obtidas.

Figura 1: polígono dividido em triângulos

Fonte: adaptado pelo autor

Área total = A1+ A2+ A3+ A4+ A5

Este método, porém, fica mais difícil quando queremos achar a área de uma

figura curva.

Figura 2: Figuras que não são polígonos

Fonte: adaptado pelo autor

Os gregos calculavam a área de figuras curvas, inscrevendo e

circunscrevendo polígonos e, então, aumentando o número de lados deles.

Veja como eles fizeram para encontrar a área do círculo:

Figura 3: figuras de polígonos inscritos em uma circunferência

Fonte: adaptado pelo autor

Page 7: Texto Cálculo2 Integral

7

Seja An a área do polígono inscrito com n lados. À medida que aumentamos

n, fica evidente que An ficará mais próximo da área do círculo. Eudoxos (século V

a.C. ) usou a exaustão para provar a conhecida fórmula da área A = π r2.

2.1 Idéia Intuitiva de Integral

Usaremos agora, uma idéia similar a do “método da exaustão”, para calcular a

área de regiões curvas, sendo que com uma diferença: a área desejada será o limite

do somatório das áreas dos polígonos, ou seja,

nS

nLimA , onde Sn = A1+ A2+ A3+…+ An

Ex: Seja f(x) = x2, uma função real. Vamos calcular a área (A) da região formada

pelas retas x=0, x=1 e pela curva do gráfico.

Figura 4: Gráfico da função f(x) = x2 no intervalo [0,1]

Fonte: adaptado pelo autor

1º CASO: Vamos dividir a área A em quatro retângulos, A1, A2, A3 e A4, cuja base

terá a mesma medida: 4

1x e as alturas desses retângulos são os valores da

função f(x) = x2 nos extremos direitos de cada subintervalo:

4

3,

4

3,

2

1,

2

1,

4

1,

4

1,0 .

Page 8: Texto Cálculo2 Integral

8

x

y

A

A

A2

3

4

A1

Figura 5: Gráfico da função f(x) = x2 no intervalo [0,1]

Fonte: adaptado pelo autor

Lembrando que a área de um retângulo é dada pelo produto da base pela

altura, a área de cada retângulo será dada por:

A1 = 64

1

4

1

16

1

4

12

4

1

A2 = 16

1

4

1

4

1

4

12

2

1

A3 = 64

9

4

1

16

9

4

12

4

3

A4 = 4

1

4

11

4

121

S4 = A1+ A2+ A3+ A4 = 46875,032

15

64

30

4

1

64

9

16

1

64

1

Como a área encontrada é maior que a área desejada, temos que

A < S4 A < 0,46875

2º CASO: Vamos dividir a área A em quatro retângulos, A1, A2, A3 e A4, cuja base

terá a mesma medida: 4

1x e as alturas desses retângulos são os valores da

função f(x) = x2 nos extremos esquerdos de cada subintervalo:

4

3,

4

3,

2

1,

2

1,

4

1,

4

1,0 .

Page 9: Texto Cálculo2 Integral

9

x

y

A

A

A 2

3

4

Figura 6: Gráfico da função f(x) = x2 no intervalo [0,1]

Fonte: adaptado pelo autor

Lembrando que a área de um retângulo é dada pelo produto da base pela

altura, a área de cada retângulo será dada por:

A1 = 04

10

4

120

A2 = 64

1

4

1

16

1

4

12

4

1

A3 = 16

1

4

1

4

1

4

12

2

1

A4 = 64

9

4

1

16

9

4

12

4

3

S’4 = A1+ A2+ A3+ A4 = 21875,032

7

64

14

64

9

16

1

64

10

Como a área encontrada é menor que a área desejada, temos que

A > S’4 A > 0,21875

Portanto, S’4 < A < S4 , ou seja, 0,21875 < A < 0,46875.

Assim, conseguimos achar uma estimativa para o valor da área A, porém,

podemos obter melhores estimativas, aumentando o número de retângulos. Veja

abaixo, como ficou o gráfico de f(x)=x2, quando subdividimos a área A em 30

retângulos:

Page 10: Texto Cálculo2 Integral

10

x

y

0,0625

0,25

0,5625

1

x

y

0,0625

0,25

0,5625

1

Figura 7: Gráfico da função f(x) = x2 no intervalo [0,1]

Fonte: adaptado pelo autor

Veja também como ficam as estimativas para a área A, à medida que aumentamos o

valor de n ( número de retângulos):

Figura 8

Fonte: adaptado pelo autor

Vamos agora usar o limite, para calcular o valor exato da área A:

Vamos dividir a área A em n retângulos, A1, A2, A3,... , An, cuja base terá a mesma

medida: n

x1

e as alturas desses retângulos são os valores da função f(x) = x2

nos extremos direitos de cada subintervalo:

n

n

n

n

nnnnn,

1,,

3,

2,

2,

1,

1,0 .

Page 11: Texto Cálculo2 Integral

11

Assim sendo, teremos:

3

12

6

10201

6

1

1

2

1

1

6

112

11

6

1

12

1

6

1

2n

1)1)(2n(n

6

1

6

)12)(1(

3

1

)2232221(

2

11

21231221211

nS

nnLim

nLim

nnLim

nLim

nnLim

nnLim

n

n

nLim

n

n

nLim

nLim

nnn

nnLimn

nnnLim

n

n

nnnnnnnnLim

nLimA

Conclusão: A área da região formada pela função f(x) = x2 e pelas retas x=0 e x=1, é

dada por A = 3

1 0,3333333...

Com este exemplo, vimos que para calcular o valor exato da área, fizemos o

número de retângulos tender ao infinito e, em seguida passamos o limite no

somatório. De um modo mais geral temos:

5.1.1. Definição:

Seja y = f(x) uma função contínua, não negativa em [a, b]. A área sob a curva

de y = f(x), de a até b, é definida por A =

0

1i

)if(c 0

ix

ixmáxLim ,

Lembrando:

1- A soma dos quadrados dos n primeiros números naturais é dada

por

12 +22 + 32 + ...+ n2 = 6

)12)(1( nnn

2- 01

nn

Lim

Page 12: Texto Cálculo2 Integral

12

onde Δxi e f(ci) são as medidas da base e da altura do retângulo, respectivamente.

OBS: Fazer o número de retângulos tender ao infinito( n→∞), equivale a

diminuir cada vez mais o tamanho da base, ou seja, máxΔxi → 0.

Veremos mais adiante que para calcular o volume de um sólido e o

comprimento de um arco, também usaremos a mesma idéia de subdivisões. No

caso do volume, vamos subdividir o sólido em cilindros e para calcular o

comprimento do arco, vamos subdividir em segmentos de retas.

Você deve estar se perguntando: mais o que o cálculo da área, volume

comprimento de arco tem a ver com o estudo da integral? Isto é o que vamos ver no

próximo item.

2.2 Integrais definida

Como vimos anteriormente, a integral está associada ao limite, que já

estudamos no capítulo 1. Vejamos a definição de integral definida:

5.2.1. Definição:

Seja f uma função definida no intervalo [a, b] e seja P uma partição qualquer de

[a,b]. A integral definida de f de a até b, denotada por:

b

a

dxxf )( , é dada por

n

1i)if(c

0)( ix

ixmáxLim

b

a

dxxf , desde que o limite do 2º membro exista.

SAIBA MAIS:

OBS: A soma

n

1i)if(c ix é chamada de soma de Riemann, em

homenagem ao matemático Bernhard Riemann(1826-1866)

Page 13: Texto Cálculo2 Integral

13

Comparando a definição 3.2.1 com a 3.1.1, percebemos que quando a função

é contínua e não negativa em [a, b], a integral definida b

a

dxxf )( nos dá exatamente,

a área da região sob o gráfico de f de a até b.

Se b

a

dxxf )( existe, dizemos que f é integrável em [a, b].

5.2.2. Definição:

(a) Se a > b, então

a

b

dxxfb

a

dxxf )()( .

(b) Se a=b e f(a) existe, então 0)(

b

a

dxxf

5.2.3. Teorema :

Se f é contínua em [a, b], então f é integrável em [a, b].

5.2.4. Propriedades da Integral Definida:

Sejam f e g funções contínuas, então:

1. )( abcb

a

dxc , onde c é qualquer constante.

OBS: Se c > 0, temos o caso em que A = )( abcb

a

dxc . Neste caso, é a área

de um retângulo. Veja o gráfico:

Page 14: Texto Cálculo2 Integral

14

Figura 9: Área de um retângulo

x

y

a b

c

c(b - a)

Fonte: adaptado pelo autor

2. a

b

dxxga

b

dxxfb

a

dxxgxf )()( )]()([

3. a

b

dxxfcb

a

dxxfc )( )( , onde c é qualquer constante.

4.

b

c

b

a

dxxfdxxfc

a

dxxf )()( )(

Vimos que a definição de integral definida está associada ao cálculo do limite.

Contudo, veremos nos próximos capítulos que para integrar uma função, não vamos

fazer uso do cálculo do limite, e sim, da derivada.

Para isto, vamos conhecer a definição de integral indefinida, que consiste no

processo inverso da derivação. Veremos também algumas técnicas de integração e,

em seguida, voltaremos a falar da integral definida, apresentando o teorema

fundamental do cálculo, que estabelece a ligação entre as operações de derivação e

integração.

2.3 Integral indefinida

5.3.1. Definição:

Page 15: Texto Cálculo2 Integral

15

Uma função F(x) é chamada uma primitiva da função f(x) em um intervalo I, se para

todo x I, temos F’ (x) = f(x).

Ex:

a) F(x) = cosx é a primitiva de f(x) = -senx, pois F’(x)=(cosx)’ = -senx.

b) F(x) = tgx é a primitiva de f(x) = sec2x, pois F’(x)= (tgx)’ = sec2x

c) F(x) = 3

3xé a primitiva de f(x) = x2 pois, F’(x)= 22

3

13

'

3

3xx

x

5.3.2. Proposição:

Seja F(x) uma primitiva da função f(x). Então, se c é uma constante qualquer, a

função G(x) = F(x) + c também é uma primitiva de f(x).

Ex: F(x) = senx é a primitiva de f(x) = cosx, pois (senx)’ = cosx.

Assim sendo, G(x)= senx + 3 também é uma primitiva de f(x) = cosx, pois

G’(x)=(senx)’ + ( 3)’ = cosx + 0 = cosx.

De um modo geral, se G(x)= senx + c ( onde c é uma constante qualquer) também é

uma primitiva de f(x) = cosx, pois G’(x)=(senx)’ + ( c)’ = cosx + 0 = cosx.

5.2.3. Definição:

Se F(x) é uma primitiva de f(x), a expressão F(x) + c é chamada integral indefinida

da função f(x) e é denotada por

cxFdxxf )()(

onde,

: é o sinal de integral

f(x) é chamado de integrando

Page 16: Texto Cálculo2 Integral

16

a e b são os limites de integração

dx: não tem um significado oficial, serve para identificar a variável de integração

A integral indefinida também pode ser chamada de antiderivada, uma vez que

é um processo que inverte a derivada de funções

Ex: calcular as integrais indefinidas abaixo:

a) cdxx senx cos , pois (senx + c)’ = cosx

b) cx

dxx3

3 2 , pois , 22

3

13

'

3

3xxc

x

c) ctgxdxx 2sec

d) cxx

dxdx

xln

1

Viu como é simples? Basta saber derivada.

5.2.4. Proposição:

Sejam f e g, funções definidas em um intervalo aberto I e c uma constante. Então:

( i ) dxxfcdxxfc )( )( ( podemos tirar a constante do integrando )

(ii ) d(x) )()( ) g(x) )(( xgdxxfdxxf (Integral da soma é a soma das integrais)

Com a definição e as propriedades de integral indefinida, podemos calcular a

integral de várias funções.

Page 17: Texto Cálculo2 Integral

17

SUGESTÃO DE LEITURA: Você pode pesquisar mais integrais imediatas em

livros de Cálculo que estão disponíveis na biblioteca de sua Universidade.

Como sugestão indico o livro:

FLEMING, D. M. Cálculo A. 6ª edição. São Paulo: Prentice Hall, 2006.

Exemplos:

a) cxx

senxdxxdxx cos3

3dx 2 senx) 2(

b) cxx 3

3

3x3dx 23dx 23x

c) cxxxedxxtgxxe 32secxedx 23x-dx tgx dx )23(

Algumas integrais são imediatas, pois já conhecemos as derivadas das

funções. Veja algumas no quadro abaixo:

TABELA 1

Ex: Calcular as seguintes integrais indefinidas:

a) cx

cx

cx

22

1

2

2

13-

13-xdx 3

3x

dx

ca x dx) cd xe dx xe)

cb

arctgx 2x1

dx) ce xln

x

dx)

cc

1

1x dx x)

f) cxf secdx tgx secx)

Page 18: Texto Cálculo2 Integral

18

b) ctarctgt

dt

t

dt

t

dt

3

5

123

5

1235

323

5

cxxcx

xcx

x

dxxsenxsenxdxc

2cos5

21

21

cos5

12

1

12

1

)cos(5

21

dx 5x

dxdx 5

x

15senx)

c 2sec2cos

1

2sen

dx ) tgxdxxdx

xxd

2.4 Técnicas de integração

Dada a função 4xe

xe )(

xf , você consegue imaginar qual é a sua primitiva? Veja

que a integral indefinida dxxe

4

xe não é imediata. Na maioria dos casos vamos

encontrar integrais não imediatas, mas que podem ser calculadas, bastando para

isto, usar certas técnicas de integração. Vejamos duas delas:

2.4.1 Método da Substituição

Este método consiste em fazer uma mudança de variável, de modo que a nova

função recaia em uma integral imediata.

Sejam f(x) e F(x) duas funções tais que F’(x) = f(x). Suponhamos que g(x) seja

uma função derivável tal que a imagem de g esteja contida no domínio de F.

Podemos então, considerar a função composta Fo g.

Pela regra da cadeia, temos

Page 19: Texto Cálculo2 Integral

19

[ F(g(x)) ] ’(x) = F’(g(x)). g’(x) = f (g(x)) . g’(x)

Se [ F(g(x)) ] ’(x) = f ’(g(x)) . g’(x), podemos afirmar que F(g(x)) é a primitiva de

f’(g(x)) . g’(x) e, desta forma, pela definição de integral indefinida, temos que:

( I )

Se fizermos a mudança de variável, u = g(x) dxxgdu )('dx

du(x)g' e,

substituindo em ( I ), teremos:

cuFduuf ))( )(

Vamos ver como isto funciona na prática:

Ex: Calcular as integrais seguintes, usando o método da substituição:

a) dxxe

4

xe

Fazendo u = ex + 4 dxxeduxedx

duxedx

du

' 4

Substituindo,

cuu

du

xe

dxxedx

xe

ln

44

xe. Como u = ex + 4, concluímos que:

cxedxxe

4ln4

xe

OBS: Veja que mesmo fazendo a mudança de variável, a resposta final é dada na

variável de integração, que neste exemplo foi x.

A princípio pode parecer difícil, mas com a prática você vai ver que é simples.

Vamos fazer mais exemplos:

b)

853

dx

x

cxgFdxxgxgf ))(( )('))((

Page 20: Texto Cálculo2 Integral

20

Fazendo u = 3x – 5 3

33 ' 53 du

dxdxdudx

dux

dx

du . Logo,

c

uc

uc

uduu

u

du

u

du

x 7 21

1

)7(3

7

18

18

3

18

3

1

83

1

83

853

dx

Portanto,

cxx

7)53(21

1

853

dx

c) 42

dy

y

Antes de fazer a mudança de variável, vamos preparar o integrando:

12

2

4

1

14

24

1

14

24

42

dy

y

dy

y

dy

y

dy

y

Fazendo dudydy

duy

dy

duyu 2

2

1'

22

. Logo,

ccuarctgu

du

u

du

y

dy

y

2

yarctg

2

1

2

1

124

12

12

2

4

1

12

2

4

1

42

dy

De um modo geral, ca

x

aax

arctg

1

22

dx .

d) Para calcular a integral indefinida 32

dy

ybasta aplicar a fórmula acima:

2

3232

dy

y

dy

y. Veja que neste caso, a = 3 , logo:

c 3

3arctg

3

3

3

yarctg

3

1

32

dy

yc

y

Page 21: Texto Cálculo2 Integral

21

e) dxx2cos

senx

Fazendo u = cosx -dudx senxdxsenxdusenxdx

du, portanto:

cucu

cu

duuu

du

u

dudx

x

1

1

1

12

122

222cos

senx

Conclusão: cx

cxdxx

cos

11)(cos2cos

senx

2.4.2 Método da integração por partes

Sejam f(x) e g(x) funções deriváveis no intervalo I. Vamos calcular a derivada do

produto de f por g:

[ f(x) . g(x) ] ’ = f ’(x). g(x) + f(x) . g’(x)

Assim sendo, podemos afirmar que f(x).g(x) é a primitiva da função

f’(x).g(x)+f(x).g’(x) e, pela definição de integral indefinida, temos:

c g(x)f(x) ] )(')()()('[ dxxgxfxgxf

c g(x)f(x) )(')()()(' dxxgxfdxxgxf

( I )

Fazendo u = f(x) du = f ’(x) dx e v = g(x) dv = g’(x) dx

Substituindo em ( I ), ficamos com:

dx g(x)(x)f' - g(x)f(x) dx )(')( xgxf

du -v . vudvu

Page 22: Texto Cálculo2 Integral

22

Esta é a fórmula de integração por partes, nada formal, mas que é fácil de gravar.

Parece difícil, mas não é. Preste atenção nos exemplos abaixo:

a) dxlnx x

Fazendo

u = lnx du = dxx

1

dv = 3

23

2

23

23

12

1

12

1

21

xxx

vdxxvdxxvdxx

Portanto, aplicando a fórmula, teremos

cxxxdx

cx

xx

dx

dxxxx

dx

dxx

xx

xdx

23

9

4ln2

3

3

2lnx x

3

23

2

3

2ln

3

23

2lnx x

21

3

2ln

3

23

2lnx x

1

3

23

2ln

3

23

2lnx x

b) dxx 3cos

Vamos, inicialmente, preparar o integrando:

dx cos2cos 3cos xxdxx

Fazendo

u = cos2x du = 2cosx(-senx) dx ( lembrar da regra da cadeia)

dv = cosx dx senx dx cosx v

Portanto, aplicando a fórmula, teremos

Page 23: Texto Cálculo2 Integral

23

dxxsenxsenxsenxxdxx cos22cos 3cos

xdxxsensenxxdxx cos222cos 3cos ( * )

Mas, temos ainda que calcular dx cos2 xxsen . Neste caso, vamos usar o

método da substituição, ou seja,

Fazendo w = senx dwdxxx coscosdx

dw . Logo,

3

3

3

32dx cos2 xsenwdwwxxsen

Fazendo a substituição em ( * ), ficamos com:

cxsen

senxxdxx

cxsen

senxxdxx

xxsensenxxdxx

3

322cos 3cos

3

322cos 3cos

dx cos222cos 3cos

c) dx lnx

Fazendo

u = lnx du = x

1dx

dv = dx xdx v

Portanto, aplicando a fórmula, teremos

cxxxx

xxxx

dxx

xxxx

lndx ln

dx lndx ln

1

lndx ln

Page 24: Texto Cálculo2 Integral

24

2.4.3 Método da integração de funções racionais por frações parciais

As funções racionais são aquelas definidas como o quociente de duas funções

polinomiais

)(

)()(

xq

xpxf , onde p(x) e q(x) são funções polinomiais.

Ex: 5

1

x,

33

2

x

x,

5

1

x,

5

322

x

xx

5.4.3.1. Proposição:

Se f(x) é um polinômio com coeficientes reais, f(x) pode ser expresso como um

produto de fatores lineares e/ou quadráticos, todos com coeficientes reais.

Ex:

a) f(x)= 2x2-2x-12 = 2 ( x+2)(x-3)

b) g(x) = x3-3x2-x+3 = (x-1)(x+1)(x-3)

c) h(x) = x3+x = x(x2 + 1)

O método da integração de funções racionais por frações parciais é dividido em 4

casos, porém, vamos ver apenas o mais simples deles: quando dado a função

racional )(

)()(

xq

xpxf , o denominador q(x), puder ser escrito como um produto de

fatores lineares e distintos, ou seja,

q(x) = (x-a1)(x-a2)...(x-an), onde os ai , i = 1,2, ...,n, são todos distintos.

Page 25: Texto Cálculo2 Integral

25

A idéia é decompor a função racional )(

)()(

xq

xpxf em frações mais simples, a qual

podemos calcular a integral, usando um dos métodos já conhecidos.

Ex:

a) 2x-4

dx

1º passo] fatorar o denominador: 4-x2 = 22-x2 = (2-x)(2+x)

2º passo] reescrever a função 24

1

x como uma soma de frações, onde o

numerador colocaremos constantes a serem determinadas e no denominador os

fatores de 4-x2:

x

B

x

A

x

2224

1

3º passo] Calcular A e B:

)2)(2(22

)2)(2(24

1xx

x

B

x

Axx

x

4

14

1

141 2B 2A

0 B-A 2B)(2AB)x - (A 1

Bx - 2BAx 2A 1

)2()2(1

A

B

A

BA

xBxA

4º passo] Calcular a integral 24 x

dx

x

dx

x

dxdx

xdx

xdx

x

B

x

A

x

dx

24

1

24

1

2

4

1

2

4

1

2224

Veja que ficaram duas integrais que pode ser calculada pelo método da substituição:

Page 26: Texto Cálculo2 Integral

26

Fazendo u = 2 – x dudxdx

du 1 e v = 2 + x dvdx

dx

dv 1 . Logo,

xuu

du

u

du

x

dx

2lnln

2

xvv

dv

x

dx

2ln ln

2

Conclusão:

cxxx

dx

cxxx

dx

x

dx

x

dx

2ln2ln4

1

24

2ln4

12ln

4

1

24

1

24

1

24

Usando a propriedade de logaritmo, podemos ainda escrever:

x

x

x

dx

2

2ln

4

1

24

2.5 Teorema Fundamental do Cálculo

A integral definida, inicialmente definida como Soma de Riemann, estabelece

limites de integração, ou seja, é um processo estabelecido entre dois intervalos bem

definidos, daí o nome integral definida.

Vamos aprender agora, como calcular a integral definida, usando o teorema

fundamental do cálculo. Este teorema relaciona as operações de derivação e

integração.

5.5.1. Teorema Fundamental do Cálculo:

Se f é contínua sobre o intervalo [a, b] e se F é uma primitiva de f neste intervalo,

então

Page 27: Texto Cálculo2 Integral

27

)()()( aFbFb

a

dxxf

OBS: Também podemos escrever: )()( )()( aFbF

b

a

b

a

xFdxxf

Ex:

a) 10102

2

0

2

0

senx cos

sensendxx

b) 3

1

3

30

3

311

0

1

0

3

3 2

xdxx

c)

1

0

13y

dy

Neste caso, temos primeiro que encontrar a integral indefinida:

Fazendo u = 3y +13

3du

dydy

du . Logo,

133

22

3

1

21

21

3

12

1

3

1

3

13

13

yu

uduu

u

du

u

du

y

dy

Portanto,

3

2

3

22

3

2103

3

2113

3

21

0

1

0

13y3

2

13

y

dy

Page 28: Texto Cálculo2 Integral

28

2.6 Aplicações da Integral Definida

Já sabemos que a integral é usado em todos os ramos das ciências: Física,

Estatística, Engenharia, Computação, Medicina, Química e em outras áreas sempre

que um problema possa ser modelado matematicamente.

A seguir, veremos exemplos de algumas aplicações da integral definida, tais

como: o cálculo de áreas e também de volume de sólido de revolução.

2.6.1 Cálculo de áreas

O cálculo de área de de figuras planas, limitada pelo gráfico de f, pelas retas, x=a,

x=b e pelo eixo dos x, ],[ bax está dividida em dois casos:

1º) f(x) 0

2º) f(x) 0

1º Caso] Aprendemos no item 3.2 que se a função f é contínua e f(x) 0 em

[a, b], a integral definida b

a

dxxf )( nos dá exatamente, a área da região sob o gráfico

de f de a até b, ou seja, A = b

a

dxxf )( .

Ex: a) f(x) = 1 + 2x, a = 1 e b = 3

A =

2

1

21 dxx,

Mas, 2

2

222121 xx

xxxdxdxdxx

Logo,

Page 29: Texto Cálculo2 Integral

29

u.a 426

2112222

1

2

1

2 21

xxdxx

Figura 10: Área da função f(x) = 1 + 2x no intervalo [1, 2]

Fonte: adaptado pelo autor

Observem que a área formada é de um trapézio, deste modo, poderíamos ter

calculado a área usando a fórmula: 2

)( hbBA

. Onde B é a base maior, b é a

base menor e h é a altura.

Neste caso teríamos:

42

8

2

1)35(

2

)(

hbBA u.a (onde u.a. significa unidade de área.)

Ex: b) f(x) = ex, a =1, b =2.

Figura 11: Área da função f(x) = ex no intervalo [0, 1]

Fonte: adaptado pelo autor

x

y

A

A =

2

1

xe dx, Mas, xedxxe

Logo,

u.a 2122

1

2

1

xe eeeexedx

Page 30: Texto Cálculo2 Integral

30

x

y

A

2º CASO: O cálculo de área de figuras planas, limitada pelo gráfico de f, pelas retas,

x=a, x=b e pelo eixo dos x, ],[ bax , onde f é contínua e f(x) 0.

Neste caso, a figura vai estar completamente abaixo do eixo dos x, assim

sendo, as imagens são todas negativas. Ao calcular a integral, o resultado seria

negativo e, não existe área negativa.

Deste modo, para calcular a área usando a integral teremos que usar o

módulo, ou seja,

b

a

dxxfA )(

Ex:

a)Encontre a área limitada pela curva de f(x)=-1+x2 e o eixo dos x.

Figura 12

Fonte: adaptado pelo autor

Mas,

3

32121

xxdxxdxdxx

Logo,

3

8

3

4-

3

4

3

311

3

311

1

1

1

13

3 21

xxdxx

Conclusão: A = audxx .

3

8

3

81

1

21

1

1

21 dxxA

Page 31: Texto Cálculo2 Integral

31

x

y

A1

2A

b) Encontre a área da região A limitada pela curva y = cosx e pelo eixo dos x, de 0

até .

Figura 13

Fonte: adaptado pelo autor

Note pela figura, que este exemplo, mistura o 1º e 2º caso, ou seja do intervalo de 0

até 2

vamos usar o caso 1 e do intervalo de

2

até , utilizaremos o 2º caso. Assim

sendo, teremos:

A = A1 + A2 =

2

cos2

0

cos xdxxdx

Já sabemos que senxxdxcos , portanto:

A = A1 + A2 =

2

2

0

2

cos 2

0

cos

senxsenxdxxdxx =

21110012

02

sensensensen u.a

Até aqui, calculamos a área da figura plana limitada pelo gráfico de uma

apenas uma função.

Vejamos como calcular a área de figuras planas, limitada pelo gráfico de f e g,

pelas retas, x=a e x=b, onde f e g são funções contínuas em [a,b] e f(x) g(x),

],[ bax .

Page 32: Texto Cálculo2 Integral

32

x

y

A

y=f(x)

a b

x

y

A

y=f(x)

a b

2

y=g(x)

x

y

A

y=f(x)

y=g(x)

a b

Figura 14

Fonte: adaptado pelo autor

A área será calculada pela diferença entre a área sob o gráfico de f e a área sob o

gráfico de g, ou seja: A =

b

a

dxxgxfb

a

dxxgb

a

dxxf )]()([ )( )( .

Figura 15

Fonte: adaptado pelo autor

Ex: a) Encontrar a área limitada por y1 = x2 e y2 = x + 2.

1º Passo] Encontrar os limites de integração, que são os pontos de intersecção das

funções, ou seja, y1 = y2.

y1 = y2

Page 33: Texto Cálculo2 Integral

33

x2 = x + 2

x2 - x – 2 = 0 x’ = -1 e x’’ = 2 . Portanto, -1 e 2 são os limites de integração.

2º Passo] Calcular a integral, porém, temos que verificar qual é a função maior no

intervalo de [-1, 2]. Podemos fazer isto analisando o gráfico. A maior é a aquela cuja

curva está em cima. Neste caso, é y2 = x + 2. Confira no gráfico abaixo:

Figura 16

Fonte: adaptado pelo autor

x

y

A

A outra maneira, seria dando valores para as duas funções, no intervalo [-1, 2] e

verificando qual delas tem imagem maior. Este método funciona pois as funções

envolvidas são contínuas neste intervalo.

y1( -1/2)= (-1/2)2 = ¼=0,25 y2(1/2)= (1/2) + 2 = 5/2 = 2,5

y1( 0)= (0)2 = 0 y2( 0)= ( 0) + 2 = 2

y1( 1)= (1)2 = 1 y2(1)= (1) + 2 = 3

3º Passo] Calcular a integral:

A =

2

1

]2x-2 x[ dx .

Page 34: Texto Cálculo2 Integral

34

Mas, 3

32

2

22 2 ]2x-2x[

xx

xdxxdxdxxdx . Portanto:

u.a2

9

6

7--

3

10

3

12

2

1-

3

8-42

3

3)1()1(2

2

2(-1)-

3

3222

2

222

13

32

2

22

1

]22[

x

xx

dxxx

b) Calcular a área da região limitada por y1 = lnx, x =1 e y2 = 4.

Figura 17

x

y

y=2

y=lnx

x = 1

Fonte: adaptado pelo autor

1º Passo] y1 = y2 22log2ln exxex . Portanto, os limites de integração

são x = 1 e x = e2.

2º Passo] A função maior é y2 = 4.

3º Passo] Calcular a integral

A =

2

1

lnx]- 2[e

dx .

Mas, xxxxxxxdxxdxdx ln3ln2 ln 2 lnx]- 2[ . Portanto:

Page 35: Texto Cálculo2 Integral

35

u.a 3)-2e(3-22e- 23e3-lne22e-2e 3

1ln1132ln223

2

1

ln3

2

1

lnx]- 2[

eee

e

xxxe

dx

2.7 Cálculo de volume de sólido de revolução

5.7.1. O que é um sólido de revolução:

Fazendo uma região plana girar (rotação de 360º ) em torno de uma reta r no

plano, obtemos um sólido, que é chamado sólido de revolução. A reta ao redor da

qual a região gira é chamada eixo de revolução.

Ex: a) Fazendo uma região plana, que é um triângulo retângulo, girar em torno de

uma reta r no plano, o sólido de revolução obtido é o cone.

Figura 18

Fonte: internet1

1 http://www.google.com.br/images?hl=pt-

BR&q=s%C3%B3lido+de+revolu%C3%A7%C3%A3o&rlz=1W1GGLL_pt-BR&um=1&ie=UTF-

8&source=univ&ei=GBB5TOOCMoKdlgf22v3rCw&sa=X&oi=image_result_group&ct=title&resnum=4&

ved=0CDcQsAQwAw&biw=1419&bih=646

Page 36: Texto Cálculo2 Integral

36

b) Veja na figura abaixo, o sólido de revolução obtido, fazendo a região limitada

pelas curvas y = 0, y = x , x = 0 e x =1, girar em torno do eixo dos x:

Figura 19

Fonte: Livro de Cálculo, Volume I de James Stewart

5.7.2. Idéia intuitiva do cálculo do volume de sólido de revolução

Você lembra da idéia intuitiva da noção de integral usando cálculo de área?

Subdividir a região em n retângulos, calcular a soma das áreas destes retângulos,

fazer o nº de retângulos tender ao infinito e passar o limite no somatório das áreas,

ou seja,

A =

0

1i

)if(c 0

ix

ixmáxLim ,

onde Δxi e f(ci) são as medidas da base e da altura do retângulo, respectivamente.

No cálculo do volume do sólido de revolução, a idéia é análoga: cortamos um sólido

S em n pedaços e aproximamos cada pedaço por um cilindro. Calculamos o

somatório dos volumes dos cilindros e, estimamos o volume do sólido S. Para

chegarmos ao volume exato, temos que fazer o nº n tender ao infinito e passar o

limite no somatório. Veja na ilustração abaixo, um exemplo onde o sólido é uma

esfera com raio r = 1.

Page 37: Texto Cálculo2 Integral

37

Figura 20

Fonte: Livro de Cálculo, Volume I de James Stewart

À medida que aumentamos o número dos discos ( ou cilindros circulares), mais

próximo ficamos do volume exato da esfera.

5.7.3. Definição do volume do sólido de revolução

Seja y = f(x) uma função contínua não negativa em [a, b]. Seja R a região sob o

gráfico de f de a até b. O volume do sólido, gerado pela revolução de R em torno do

eixo dos x, é definido por

ixn

iixf

ixmáxV

0

2]([ 0

lim

SAIBA MAIS:

No caso do sólido de revolução, quando o cortamos,

obtemos um cilindro circular, cujo volume é dado por:

V= hr2

h

r

Page 38: Texto Cálculo2 Integral

38

Onde ixn

iixf

0

2]([ é a soma de Riemann da função [f(x)]2 e, significa, o somatório

dos volumes do cilindro circular, que obtemos ao “fatiar” o sólido de revolução, onde

f(xi) nos dá o raio e ix a altura do cilindro.

Como f é contínua, o limite ixn

iixf

ixmáx

0

2]([ 0

lim existe, e então, pela

definição de integral definida, temos

dxb

a

xfV

2

)(

5.7.4 Exemplos de cálculo do volume do sólido de revolução

a) Encontre o volume do sólido de revolução obtido, fazendo a região limitada pelas

curvas y = 0, y = x , x = 0 e x =1, girar em torno do eixo dos x. Ver figura tal.

vu

xdxdxxdxxfV

.2

20

2

11

1

02

21

0

x

21

0

)

21

0

)(

b)Encontre o volume do sólido obtido pela rotação da região limitada por y=x3, y=8 e

x = 0 ao redor do eixo y.

Figura 21

Fonte: Livro de Cálculo, Volume I de James Stewart

Page 39: Texto Cálculo2 Integral

39

Como a rotação é em torno do eixo y, nossa variável de integração será y e a

fórmula será dyyfV

28

0

)( , onde f(y) = 3 y , pois se y = x3, então x = 3 y .

Portanto,

dyydyydyydyyfV

8

0

32

28

0

)31

(

28

0

3

28

0

)(

Mas,

3 5

5

3

35

35

32

yy

dyy

Logo,

u.v 5

96525

33 1525

3

3 505

33 585

38

0

3 5

5

38

0

32

ydyyV

Onde u.v é a unidade de volume.

2.8 Integrais Impróprias

Até aqui estudamos as integrais de funções contínuas em um intervalo fechado [a,b].

Vamos aprender agora, como calcular integrais de funções que posuam pontos de

descontinuidade e também que estejam definidas em um intervalo infinito.

Vejamos um exemplo:

Considere a região A que está sob a curva de f(x) = x

e

1, acima do eixo x e à

direita da reta x = 0. Veja pelo gráfico abaixo, que se trata de uma região que não é

limitada.

Page 40: Texto Cálculo2 Integral

40

x

y

A

x

y

a t

Figura 22

Fonte: adaptado pelo autor

Será que é possível, então, calcular a integral desta região que tem uma extensão

infinita? Será que esta integral pode ser interpretada como área? A resposta está no

estudo das integrais impróprias.

5.8.1. Integrais com Intervalos Infinitos

Vejamos as definições das seguintes integrais impróprias:

a

xf dx )( ,

bxf dx )( e

de

dx )(xf , onde a e b são número reais.

5.8.1.1. Definições:

(i) Se t

a

xf dx )( existe para cada número t a, então

t

a

dxxfta

xf )(limdx )( ,

desde que o limite exista e seja e seja finito, ou seja, o limite tem que ser

um número real.

Figura 23

Fonte: adaptado pelo autor

Page 41: Texto Cálculo2 Integral

41

x

y

bt

x

y

a

(ii) Se

b

t

xf dx )( existe para cada número t a, então

b

t

dxxft

bxf )(limdx )( , desde que o limite exista e seja e seja finito.

Figura 24

Fonte: adaptado pelo autor

(iii) As integrais impróprias

a

xf dx )( e

bxf dx )( são chamadas convergentes

se os limites correspondentes existem.

(iv) As integrais impróprias

a

xf dx )( e

bxf dx )( são chamadas divergentes se

os limites correspondentes não existem.

Figura 25

Fonte: adaptado pelo autor

(v) Se

a

xf dx )( e

axf dx )( são convergentes, então definimos

a

xfa

xfxf dx )(dx )(dx )( onde a pode ser qualquer número real.

Page 42: Texto Cálculo2 Integral

42

OBS: Qualquer uma das integrais impróprias das definições (i), (ii) e (v), podem ser

interpretadas como uma área, desde que f(x) 0.

Ex:

a) Verificar se a área da região que está sob a curva de f(x) = x

e

1, acima do eixo x

e à direita da reta x = 0, existe e, em caso afirmativo, qual o seu valor.

1º Passo] Verificar se a integral

0

dx x-e é convergente:

t

t 0

dx x-e lim0

dx x-e

Para calcular dx x-e vamos ter que usar o método da substituição, ou seja,

fazendo w = -x dwdxdx

dw 1 . Logo, xeyedyye

dx x-e

11011

lim1limlim1lim

1lim0

lim

0

lim0

dx x-e

0

t

ett

tet

tet

tet

etet

t

xet

tdxxe

2º Passo] Como 1

0

lim

t

xet

existe e é finito, então

0

dx x-e é

convergente. Além disso, f(x)= 01

x

e, portanto: A = 1

0

dx x-e

u.a

Page 43: Texto Cálculo2 Integral

43

b) Verificar se a área da região que está sob a curva de f(x) = x2

1, acima do eixo

x e à esquerda da reta x = -1, existe e, em caso afirmativo, qual o seu valor.

1º Passo] Verificar se a integral

1dx

x-2

1 é convergente:

1dx

x-2

1 lim

1dx

x-2

1

tt

Para calcular dx x-2

1 vamos ter que usar o método da substituição, ou seja,

fazendo w = 2 -x dwdxdx

dw 1 .

Logo, xww

dwwdww

222

21

21

211

dx x-2

1 .

Portanto,

3232_(23223222

32)(2232lim2lim2

3222lim12222lim

1

22lim1

dx x-2

1 lim

2

2

tt

t

tt

tt

t

xttt

tdx

x

2º Passo] Como

1dx

x-2

1 lim

tt existe, mas não é finito, então

1dx

x-2

1 é divergente. Deste modo, não podemos interpretar a integral

1dx

x-2

1 como área.

Page 44: Texto Cálculo2 Integral

44

c) Verificar se a integral dxx3

, é convergente.

0

dx 3 x0

dx 3 xdx 3 x

Mas, 4

4dx 3 x

x

Portanto,

)(4

14lim

4

1

4

4

lim

4

4

4

40lim

0

4

4

lim0

dx 3 xlim0

3

tt

t

t

t

tt

x

tttdxx

Por outro lado,

)(4

14lim

4

1

4

4

lim

4

40

4

4

lim

04

4

lim0

dx 3 xlim0

3

tt

t

t

t

t

tx

t

t

tdxx

Como as integrais

0dx 3 x e

0

dx 3 x são divergentes, então a integral dxx3

é

divergente.

5.8.2. Integrandos Descontínuos

Para encerrar, vejamos o caso em que a função f(x), definida em um intervalo [a,b],

tenha um ponto de descontinuidade c, tal que c [a, b].

Page 45: Texto Cálculo2 Integral

45

Neste caso, este ponto de descontinuidade pode ser a ou b, que são os extremos do

intervalo, ou um ponto qualquer entre a e b.

Veremos que também neste caso, podemos interpretar a integral como área, desde

que a integral envolvida seja de uma função f(x) 0 e convergente.

5.8.2.1. Definição:

a) Se f é contínua em [a, b) e descontínua em b,

Figura 26

Fonte: adaptado pelo autor

x

y

a b

então

t

a

xf

bt

dxb

a

xf dx )( lim )( , se limite existir e for finito.

b) Se f é contínua em (a, b] e descontínua em a,

Figura 27

Fonte: adaptado pelo autor

x

y

a b

Page 46: Texto Cálculo2 Integral

46

então

b

t

xf

at

dxb

a

xf dx )(lim )( , se limite existir e for finito.

c) Seja f uma função contínua em [a, b] e descontínua em c (a, b). Se

c

a

xf dx )( e b

c

xf dx )( forem ambos convergentes,

Figura 28

Fonte: adaptado pelo autor

x

y

ca b

então, definimos

b

c

xfc

a

xfdxb

a

xf dx )(dx )( )( .

Ex:

a) Verificar se a área da região que está sob a curva de f(x) = 2

1

x, acima do eixo x,

à esquerda da reta x = 0 e, à direita de x= 0, existe e, em caso afirmativo, qual o seu

valor.

1º Passo] Verificar se a integral

0

1

dx 2

1

x é convergente. Observe que o ponto de

descontinuidade é o zero, portanto:

t

t 1

dx 2x

1 lim

0

0

1

dx 2x

1

Page 47: Texto Cálculo2 Integral

47

Mas,x

xdx

1

1

12-xdx

2x

1

.Logo,

11)(1lim

0

1lim

0

1

11lim

01

1lim

0

0

12

1

tt

t

tt

t

xt

dxx

Portanto,

2º Passo] Como

t

t 1

dx 2x

1 lim

0

existe, mas não é finito, então

0

1

dx 2

1

x é

divergente. Deste modo, não podemos interpretar a integral

0

1

dx 2

1

xcomo área.

b) Verificar se a área da região que está sob a curva de f(x) = x

1, acima do eixo x,

à esquerda da reta x = 0 e, à direita de x=3, existe e, em caso afirmativo, qual o seu

valor.

1º Passo] Verificar se a integral 3

0

dx x

1 é convergente. Observe que o ponto de

descontinuidade é o zero, portanto:

3dx

x

1 lim

0

3

0

dx x

1

tt

Page 48: Texto Cálculo2 Integral

48

Mas, xx

dx 2

21

21

21-

xdx x

1 .Logo,

320322lim

0

32lim

0

232lim

0

3

2lim

0

3

0

1

t

tt

t

tt

x

t

dxx

2º Passo] Como 32

3

2lim

0

t

x

t

existe e é finito, então

3

0

dx x

1 é

convergente. Além disso, f(x)= 01

x

, portanto: A = 323

0

dx x

1 u.a

c) Verificar se a integral dxx

11

1

, é convergente.

Neste caso, o ponto de descontinuidade é o zero. Logo,

dxx

dxx

dxx

1

0

1

0

1

1

11

1

Já sabemos que xdxx

ln1

, portanto:

t

t

t

t

t

tt

x

tt

dxx

t

dxx

lnlim

0

ln0lim

0

ln1lnlim

0

1

(lnlim

0

1 1 lim

0

1

0

1

Como 1

0

1 dx

xé divergente, podemos concluir que dx

x

11

1

é divergente.

Page 49: Texto Cálculo2 Integral

49

Chegamos ao fim de mais um componente curricular do curso. Espero que

vocês tenham estudado e aproveitado bastante mais esta oportunidade de aprender.

Na verdade, estamos sempre em processo de aprendizagem, e certa disto, desejo a

vocês um longo caminho no mundo do conhecimento. Espero ter contribuído de

alguma forma para o crescimento profissional e pessoal de vocês. Bons estudos e

sigam em frente.

Page 50: Texto Cálculo2 Integral

50

3 Referências

1. ÁVILA, G. Cálculo das funções de uma variável. Vol. 1. 7ª edição. Rio de

Janeiro: Editora LTC, 2003.

2. BOYER, C.B. Tópicos de história da matemática para uso em sala de aula.

São Paulo, Atual,1992.

3. FLEMING, D. M. Cálculo A. 6ª edição. São Paulo: Prentice Hall, 2006.

4. GARBI. G.G. A rainha das ciências. São Paulo: Editora Livraria da Física,

2006.

5. IEZZI, G. Fundamentos de matemática elementar. Vol. 8. São Paulo: Atual ,

1998.

6. STEWART, J. Cálculo. Vol. 1. . 5ª edição. São Paulo: Thomson, 2006.

7. Disponível: http://www.hottopos.com/regeq7/cardos2.htm

8. Disponível: www.unb.br/iq/kleber/CursosVirtuais/QG/.../Cinetica-Thais.ppt

9. Disponível: math.exeter.edu/rparris/winplot.html

10. Disponível: http://www.icmc.sc.usp.br/~pztaboas/nocte/node9.html

11. Disponível: http://www.cocemsuacasa.com.br/ebook/pages/10250.htm

12. Disponível: http://www.eqm.unisul.br/download/trig/index.html

13. Disponível:

http://www.ceset.unicamp.br/~marlih/00000/Fun%20es%20Elementares.ppt

14. Disponível: http://www.estig.ipbeja.pt/~cmmmp/matIGE/teoricas/Licao8.pdf

15. Disponível: http://www.google.com.br/images?hl=pt-

BR&q=s%C3%B3lido+de+revolu%C3%A7%C3%A3o&rlz=1W1GGLL_pt-

BR&um=1&ie=UTF-

8&source=univ&ei=GBB5TOOCMoKdlgf22v3rCw&sa=X&oi=image_result_gro

up&ct=title&resnum=4&ved=0CDcQsAQwAw&biw=1419&bih=646 (acesso

28/08/2010)

16. Disponível: Wikipédia, a enciclopédia livre. Disponível:

http://pt.wikipedia.org/wiki/Fatora%C3%A7%C3%A3o. Acessado em 19 de

julho de 2010.