Articles

Integrais Definidos

poderá gostar de ler a introdução à integração primeiro!

Integração

a Integração pode ser usado para localizar áreas, volumes, pontos centrais e muitas coisas úteis. Mas ele é frequentemente usado para encontrar a área sob o gráfico de uma função como esta:

integrante da área

A área pode ser encontrada adicionando as fatias que se aproximar de zero de largura:

E existem Regras de Integração que nos ajudam a obter a resposta.

integral área dx

Notação

integral notação

O símbolo para “Integral” é um elegante “S” (de “Soma”, a idéia de soma fatias):

Após o Integral Símbolo colocamos a função que nós queremos encontrar a integral de (chamado de o Integrando).

e, em seguida, terminar com dx para significar que as fatias vão na direção x (e aproximar zero em largura).

Integral Definida

uma Integral Definida tem valores iniciais e finais: em outras palavras, há um intervalo .

A E b (chamados limites, limites ou limites) são colocados no fundo e no topo do “S”, assim:

definite integral indefinite integral
Definite Integral
(from a to b)
Indefinite Integral
(no specific values)

We find the Definite Integral by calculating the Indefinite Integral at a, and at b, then subtracting:

integral definida y=2x de 1 para 2, conforme o gráfico

Exemplo: o Que é 2 ∫ 1 2x dx

Estamos sendo solicitados para a Integral Definida, de 1 para 2, 2x dx

Primeiro, precisamos encontrar a Integral Indefinida.

Usando as Regras de Integração descobrimos que ∫2x dx = x2 + C

Agora calcular que, no 1 e 2:

  • x=1: ∫2x dx = 12 + C
  • Em x=2: ∫2x dx = 22 + C

Subtrair:

(22 + C) − (12 + C)
22 + C − 12 C −
4 − 1 + C − C = 3

E “C” fica cancelada … assim, com o Definitivo Integrais podemos ignorar C.

Resultado:

2
1

2x dx = 3

área de y=2x de 1 para 2 é igual a 3

Verifique: com uma forma simples, vamos também tentar calcular a área de geometria:

Um = 2+42 × 1 = 3

Sim, ele tem uma área de 3.(Yay!)

Notação: Nós podemos mostrar a integral indefinida (sem o +C) dentro de colchetes, com os limites a e b, depois, como este:

Exemplo (continuação)

Uma boa maneira de mostrar a sua resposta:

2
1

2x dx

=

2
1

= 22 − 12
= 3

Vamos tentar outro exemplo:

integral definida y=cos(x) de 0.5 to 1 graph

Example:

The Definite Integral, from 0.5 to 1.0, of cos(x) dx:

1
0.5

cos(x) dx

(Note: x must be in radians)

The Indefinite Integral is: ∫cos(x) dx = sin(x) + C

We can ignore C for definite integrals (as we saw above) and we get:

1
0.5

cos(x) dx

=

1
0.5

= sin(1) − sin(0.5)
= 0.841… − 0.479…
= 0.362…

And another example to make an important point:

definite integral y=sin(x) from 0 to 1 graph

Example:

The Definite Integral, from 0 to 1, of sin(x) dx:

1
0

sin(x) dx

A Integral Indefinida é: ∫sin(x) dx = −cos(x) + C

uma vez que estamos indo de 0, podemos calcular a integral em x=1?

−cos(1) = – 0, 540…o quê? É negativo? Mas parece positivo no gráfico.bem … cometemos um erro!

porque precisamos subtrair a integral em x = 0. Não devemos assumir que é zero.então vamos fazer isso corretamente, subtraindo um do outro:

1
0

sin(x) dx

=

1
0

= −cos(1) − (−cos(0))
= -0.540… − (- 1)
= 0, 460… isso é melhor!

Mas podemos ter negativos regiões, quando a curva estiver abaixo do eixo:

definitiva integrante y=cos(x) de 1 a 3

Exemplo:

A Integral Definida, de 1 a 3, de cos(x) dx:

3
1

cos(x) dx

Observe que algumas delas são positivas, outras negativas.
a integral definitiva irá resolver o valor líquido. vamos fazer os cálculos.:

3
1

cos(x) dx

=

3
1

= sin(3) − sin(1)
= 0.141… − 0.841…
= – 0, 700…

Salto há mais negativo do que positivo com o resultado líquido de -0,700….então temos uma coisa importante para recordar:

b
um

f(x) dx = (Área acima do eixo x) − (Área abaixo do eixo x)

Tente integrar cos(x) com diferentes valores de início e término para ver por si mesmo como pontos positivos e negativos do trabalho.

área positiva

mas por vezes queremos que toda a área seja tratada como positiva (sem subtrair a parte abaixo do eixo).

nesse caso, devemos calcular as áreas separadamente, como no exemplo:

área de y=cos(x) de 1 a 3 positivo acima e abaixo

Exemplo: Qual é a área total entre y = cos (x) e o eixo x, de x = 1 A x = 3?

isto é como o exemplo que acabamos de dar, mas agora esperamos que toda a área seja positiva (imagine que tivemos que pintá-la).

Então, agora temos que fazer as peças separadamente:

  • Um para a área acima do eixo-x
  • Um para a área abaixo do eixo-x

A curva cruza o eixo x em x = π/2 assim, temos:

a Partir de 1 de π/2:

π/2
1

cos(x) dx

= sin(π/2) − sin(1)

= 1 − 0.841…
= 0.159…

a Partir de π/2 para 3:

3
π/2

cos(x) dx

= sin(3) − sin(π/2)

= 0.141… – 1
= – 0, 859…

o último sai negativo, mas queremos que ela seja positiva, assim:

área Total = 0.159… + 0.859… = 1.018…

isto é muito diferente da resposta no exemplo anterior.

contínuo

Oh sim, a função que estamos integrando deve ser contínua entre a e b: sem Buracos, Saltos ou assintotas verticais (onde a função vai para cima/para baixo em direcção ao infinito).

não contínua assíntota

Exemplo:

Uma assíntota vertical entre a e b afeta a integral definida.

Propriedades

Área acima da área abaixo

A integral adiciona a área acima do eixo, mas subtrai a área abaixo, para um “valor líquido”:

b
um

f(x) dx = (Área acima do eixo x) − (Área abaixo do eixo x)

Adicionar Funções

A integral de f+g é igual a integral de f plus a integral de g:

b
um

f(x) + g(x) dx =
b
um

f(x) dx +
b
um

g(x) dx

Inverter o intervalo

definitiva integrante negativa de propriedade

a Inversão da direcção do intervalo dá o negativo da direção original.

integral definida a b = negativo de b A a