MATEMÁTICA PRIMITIVAS E INTEGRAIS. 7ª Edição. Coleção Matemática EDIÇÕES SÍLABO MANUEL ALBERTO M. FERREIRA ISABEL AMARAL

Documentos relacionados
ÀS CIÊNCIAS EMPRESARIAIS

CAPITULO I PRIMITIVAS. 1. Generalidades. Primitivação imediata e quase imediata

DISCIPLINA: Análise Matemática I

Unidade Curricular: Análise Matemática I

GUIA DE FUNCIONAMENTO DA UNIDADE CURRICULAR

MatemáticaI Gestão ESTG/IPB Departamento de Matemática 28

Universidade de Évora Departamento de Matemática

ANÁLISE MATEMÁTICA I

Integrais indefinidas

DEMEGI DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA E GESTÃO INDUSTRIAL ANÁLISE MATEMÁTICA I

5 Cálculo Diferencial Primitivação

Universidade de Évora Departamento de Matemática

DISTRIBUIÇÃO DOS DOMÍNIOS POR PERÍODO

Cálculo Diferencial e Integral I 1 o Sem. 2016/17 - LEAN, MEMat, MEQ FICHA 11 - SOLUÇÕES

Cálculo Diferencial e Integral I

Planificação Anual Matemática 11º Ano

CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL I LEIC 1 o Sem. 2009/10 9 a FICHA DE EXERCÍCIOS. 1) Quais dos seguintes integrais são impróprios? Porquê?

Planificação Anual Matemática 11º Ano

Exercícios de Cálculo Diferencial e Integral I, Amélia Bastos, António Bravo, Paulo Lopes 2011

Conceitos: Função. Domínio, contradomínio e imagem de uma função. Funções potência, exponencial e

Matemática 2 Engenharia Eletrotécnica e de Computadores

Planificação Anual Matemática A 11º Ano

Cálculo de primitivas ou de antiderivadas

Cálculo diferencial. Motivação - exemplos de aplicações à física

ANÁLISE MATEMÁTICA II

5.7 Aplicações da derivada ao estudo das funções.

LICENCIATURA EM ARQUITECTURA MATEMÁTICA

Por outras palavras, iremos desenvolver a operação inversa da derivação conhecida por primitivação.

5 Cálculo Diferencial Primitivação (Soluções)

Exercícios para as aulas TP

Sumário. 1 CAPÍTULO 1 Revisão de álgebra

TÉCNICAS DE DIFERENCIAÇÃO13

MATEMÁTICA TÓPICOS DE ANÁLISE MATEMÁTICA. 2ª Edição Revista e corrigida. Coleção Matemática EDIÇÕES SÍLABO. EM IR n ALTINO SANTOS SANDRA RICARDO

À Teresa e à Catarina.

Resolução dos Exercícios sobre Derivadas

x + 2 > 1 (x 2)(x + 2) x + 2 > e

Universidade de Mogi das Cruzes UMC. Cálculo Diferencial e Integral II Parte II

FICHA 11 - SOLUÇÕES. b a f(x)g(x)dx b a g(x)dx M,

Lista de Exercícios 2 1

MATEMÁTICA II. Profa. Dra. Amanda Liz Pacífico Manfrim Perticarrari

ANÁLISE MATEMÁTICA IV FICHA 3 TEOREMA DOS RESÍDUOS EQUAÇÕES DIFERENCIAIS DE PRIMEIRA ORDEM

1. Matrizes. 1. Dê um exemplo, em cada alínea, de uma matriz A = [a ij ] m n com:

2 5 3 x 3 1. x 5 x 2

Exercícios para as aulas PL

Matemática. Lic. em Enologia, 2009/2010

Í ndice. Capítulo 1: Os Números Reais. Generalidades. Supremo e ínfimo de um conjunto. Exercícios. Sugestões e soluções. Desigualdade do triângulo

OUTRAS TÉCNICAS DE INTEGRAÇÃO

Instituto Universitário de Lisboa

Funções Reais I. Espaços Vetoriais

Curso de linguagem matemática Professor Renato Tião. Relações X Funções Considere a equação x + y = 5.

5.1 Noção de derivada. Interpretação geométrica de derivada.

P L A N I F I C A Ç Ã 0 E n s i n o S e c u n d á r i o

Capítulo 1 Funções reais de uma variável 1.3 Derivadas de funções definidas implicitamente

Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro. Biomatemática/ Matemática I FOLHAS PRÁTICAS

Instituto Politécnico de Bragança Escola Superior de Tecnologia e Gestão. Análise Matemática I 2003/04

2 5 3 x 3 1. x 5 x 2

Geometria Analítica. Números Reais. Faremos, neste capítulo, uma rápida apresentação dos números reais e suas propriedades, mas no sentido

Notas sobre primitivas

Exercícios de Cálculo p. Informática, Ex 1-1 Nas alíneas seguintes use os termos inteiro, racional, irracional, para classificar

1. FUNÇÕES REAIS DE VARIÁVEL REAL

(b) lim. n 3 2. (e) lim

13 Fórmula de Taylor

MATEMÁTICA I. Cursos Ano/Semestre Ano Lectivo Área Científica Dpt. EA, EACI, EEC, EI, EM, LTAM, LTB e LTE. Responsável da Unidade Curricular (UC)

DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA E CIÊNCIAS EXPERIMENTAIS

Derivada da função composta, derivada da função inversa, derivada da função implícita e derivada de funções definidas parametricamente.

EQUAÇÕES DIFERENCIAIS ORDINÁRIAS LINEARES

4 Cálculo Diferencial

PROGRAMA DE MATEMÁTICA 10ª Classe

CÁLCULO LIMITE S ENGENHARIA

Para ilustrar o conceito de limite, vamos supor que estejamos interessados em saber o que acontece à

Plano de Ensino. Identificação. Câmpus de Bauru. Curso Licenciatura em Matemática. Ênfase. Disciplina A - Cálculo I

TEMA TÓPICOS OBJETIVOS ESPECÍFICOS AVALIAÇÃO* Lei dos senos e lei dos cossenos. Extensão da definição das razões trigonométricas aos

Cálculo Diferencial e Integral I - LEIC

Resolução dos Exercícios Propostos no Livro

Ficha de Problemas n o 6: Cálculo Diferencial (soluções) 2.Teoremas de Rolle, Lagrange e Cauchy

PLANIFICAÇÃO A MÉDIO/LONGO PRAZO

Integrais. Parte I I. Integrais Indefinidos [ELL] Definição

ic Mestrado Integrado em Bioengenharia

Acadêmico(a) Turma: Capítulo 7: Limites

Respostas sem justificativas não serão aceitas. Além disso, não é permitido o uso de aparelhos eletrônicos. x 1 x 1. 1 sen x 1 (x 2 1) 2 (x 2 1) 2 sen

MAT Cálculo Diferencial e Integral I Bacharelado em Matemática

Notas sobre primitivas

Unidade 5 Diferenciação Incremento e taxa média de variação

DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA E CIÊNCIAS EXPERIMENTAIS - Grupo 500. Planificação Anual /Critérios de avaliação

índice ANÁLISE SUPERIOR

Capítulo III. Limite de Funções. 3.1 Noção de Limite. Dada uma função f, o que é que significa lim f ( x) = 5

Ano lectivo: 2006 / 2007 T TP P Ciclo 1º Ano 1º Semestre 1º Horas/semana Créditos

MATÉRIAS SOBRE QUE INCIDIRÁ CADA UMA DAS PROVAS DE CONHECIMENTOS ESPECÍFICOS. (a) Expressões algébricas. Polinómios. ii. Operações com polinómios.

PLANIFICAÇÃO A MÉDIO/LONGO PRAZO

Transcrição:

MATEMÁTICA RIMITIVAS E INTEGRAIS MANUEL ALBERTO M. FERREIRA ISABEL AMARAL 7ª Edição Coleção Matemática EDIÇÕES SÍLABO

COLEÇÃO MATEMÁTICA

COLEÇÃO MATEMÁTICA INTEGRAIS MÚLTILOS E EQUAÇÕES DIFERENCIAIS CÁLCULO DIFERENCIAL EM IR n RIMITIVAS E INTEGRAIS 4 FORMULÁRIO DE MATEMÁTICA 5 ÁLGEBRA LINEAR Vol. Matrizes e Determinantes 6 ÁLGEBRA LINEAR Vol. Espaços Vectoriais e Geometria Analítica 7 ROGRAMAÇÃO MATEMÁTICA 8 CÁLCULO INTEGRAL EM IR RIMITIVAS 9 RIMITIVAS E INTEGRAIS EXERCÍCIOS 0 SUCESSÕES E SÉRIES ÁLGEBRA LINEAR Eercícios Vol. Matrizes e Determinantes CÁLCULO DIFERENCIAL EM IR CÁLCULO DIFERENCIAL EM IR n EXERCÍCIOS 4 ÁLGEBRA LINEAR Eercícios Vol. Espaços Vectoriais e Geometria Analítica 5 SUCESSÕES E SÉRIES EXERCÍCIOS 6 EQUAÇÕES DIFERENCIAIS E SÉRIES 7 INTEGRAIS MÚLTILOS E EQUAÇÕES DIFERENCIAIS EXERCÍCIOS 8 INTEGRAIS DULOS, TRILOS, DE LINHA E DE SUERFÍCIE 9 FUNDAMENTOS DE ANÁLISE NUMÉRICA 0 MÉTODOS NUMÉRICOS Introdução, Aplicação e rogramação CÁLCULO INTEGRAL Teoria e Aplicações RIMITIVAS E INTEGRAIS Eercícios Resolvidos TÓICOS DE ANÁLISE MATEMÁTICA EM IR n 4 EXERCÍCIOS SOBRE RIMITIVAS E INTEGRAIS 5 RIMITIVAS E INTEGRAIS Com Aplicações às Ciências Empresariais 6 ÁLGEBRA LINEAR Teoria e rática

MANUEL ALBERTO M. FERREIRA ISABEL AMARAL RIMITIVAS E INTEGRAIS EDIÇÕES SÍLABO

É epressamente proibido reproduzir, no todo ou em parte, sob qualquer forma ou meio gráfico, eletrónico ou mecânico, inclusive fotocópia, este livro. As transgressões serão passíveis das penalizações previstas na legislação em vigor. Não participe ou encoraje a pirataria eletrónica de materiais protegidos. O seu apoio aos direitos dos autores será apreciado. Visite a Sílabo na rede www.silabo.pt FICHA TÉCNICA: Título: rimitivas e Integrais Autores: Manuel Alberto M. Ferreira, Isabel Amaral Edições Sílabo, Lda. Capa: edro Mota ª Edição Lisboa, 986 7ª Edição Lisboa, setembro de 08 Impressão e acabamentos: Europress, Lda. Depósito Legal: 44599/8 ISBN: 978-97-68-97-5 Editor: Manuel Robalo R. Cidade de Manchester, 70-00 Lisboa Telf.: 8045 e-mail: silabo@silabo.pt www.silabo.pt

Dedicamos este livro ao Senhor rofessor J. J. Laginha, agradecendo assim o incentivo que nos tem dado ao longo de anos de trabalho em comum. Manuel Alberto, Isabel Amaral

ÍNDICE RIMITIVAS. Definição. Generalidades. rimitivas imediatas e quase-imediatas. Métodos de primitivação.. Método de primitivação por decomposição.. Método de primitivação por partes 9.. Método de primitivação por substituição 5 4. rimitivação de funções racionais 60 4.. Algumas questões preliminares 60 4.. Decomposição de funções racionais próprias 60 4.. rimitivação de funções racionais 6 4.4. Alguns eemplos de funções cuja primitivação se pode reduzir à de funções racionais 7 INTEGRAIS. Integral de Riemann 97.. Soma integral de uma função 97.. Definição de integral de Riemann 97.. Uma condição necessária de integrabilidade 98. Somas de Darbou 99.. Somas de Darbou 99.. Uma condição necessária e suficiente de integrabilidade 0

. Classes de funções integráveis 05 4. Interpretação geométrica do conceito de integral 08 5. ropriedades dos integrais 6. Teorema da média do cálculo integral 7. Desigualdade de Schwartz 8. Integral indefinido 4 9. Fórmula de Barrow 0. Métodos de integração 8 0.. Método de integração por decomposição 8 0.. Método de integração por partes 40 0.. Método de integração por substituição 44. Integrais paramétricos 47. Etensão da noção de integral 5.. Integrais impróprios 5.. Integrais de limite infinito 57. Aplicações dos integrais 65.. Cálculo de áreas planas 65.. Cálculo de volumes de sólidos de revolução 78.. Cálculo de volumes de sólidos que não sejam de revolução 8.4. Cálculo de comprimento de linhas 8.5. Cálculo de áreas laterais de sólidos de revolução 9 Eercícios propostos 95

RIMITIVAS

RIMITIVAS. Definição. Generalidades Diz-se que F ( )é uma primitiva de f ( ), num certo intervalo, se em qualquer ponto desse intervalo F ( ) f ( ). Designando uma primitiva de f ( ) por f ( ), teremos f ( ) F ( ) F ( ) f ( ), em qualquer intervalo em que F ( ) seja primitiva de f ( ). Sendo C uma contante, [ F ( ) C ] F ( ), ortanto, há uma infinidade de primitivas de uma certa função. Basta, após se ter determinado uma, juntar-lhe constantes diferentes, parra se obter uma colecção infinita de primitivas. O problema de rimitivação é um problema indeterminado. õe-se, então, a questão de saber se, sendo F ( )uma primitiva de f ( ), todas as primitivas de f ( ) são da forma F ( ) C, sendo C uma constante. Suponhamos, então, que G( ), diferente de F ( ), é também uma primitiva de f ( ) (ambas no mesmo intervalo). Então, F ( ) G( ). ortanto, segundo um dos corolários do teorema de Langrange, tem-se G( ) F ( ) C pelo que G( ) F ( ) C. Em conclusão: duas primitivas de uma mesma função, num certo intervalo, diferem sempre de uma constante. Assim, sendo F ( ) uma primitiva de f ( ), num certo intervalo pode dizer-se que, f ( ) F ( ) C

RIMITIVAS E INTEGRAIS é a epressão geral das primitivas de f ( ) nesse intervalo, sendo C uma constante. Eercício resolvido a) Mostre que é uma primitiva de em IR. b) Escreva a epressão geral das primitivas de em IR. c) Determine a primitiva de que passa pelo ponto (, 0. ) Resolução a), IR pelo que é, de facto, uma primitiva de em IR. b) Em face da alínea a), podemos escrever C c) Recorrendo a b), podemos pôr y a esta função, obtemos 0 C, vindoc. Então y primitiva de que passa por (, 0. ) C. Obrigando (, 0) a pertencer éa Eercício resolvido Considere a função f ( ) 5, se 0 0, se 0 Mostre que: a) 5 é uma primitiva de f ( ) em ] 0, [, b) 8 é uma primitiva de f ( ) em ], 0 [, c) f ( ) não tem primitiva em IR.

RIMITIVAS Resolução a) 5 é uma primitiva de f ( ), em ] 0, [ porque, nesse intervalo, ( 5 ) 5 f ( ). b) 8 é uma primitiva de f ( ), em ], 0 [, porque, nesse intervalo, 8 0 f ( ). c) Se eistisse uma primitiva de f ( ) em IR, designando-a por F ( ), teríamos sendo c F ( ) F ( 0 ) F( c), 0, ] ; 0 [ (Teorema de Lagrange). Mas F ( c ) f ( c ) 0 visto que c 0. Então, F ( ) F ( 0 ) Fe ( 0 ) lim lim 0 0. 0 0 Não se pode, portanto, ter F( 0) f ( 0) 5 pelo que não eiste f ( ) em IR, embora eistam primitivas de f ( ) em ] 0, [ e ], 0 [.. rimitivas imediatas e quase-imediatas Como resulta da definição dada atrás, a operação de primitivação é inversa da de derivação. ortanto, obtêm-se regras de primitivação invertendo as de derivação. As primitivas que se determinam aplicando apenas essas regras, chamam-se rimitivas imediatas. Àquelas cuja determinação eige algumas operações preliminares, antes da aplicação das regras, chama-se rimitivas quase-imediatas. Vamos então, analisar essas regras e ver eemplos da sua aplicação:. ( K ) KX K desde que K seja uma constante. Então, K K C sendo K e C constantes. or eemplo, C, 5 5 C, etc.

4 RIMITIVAS E INTEGRAIS. Sendo u uma função de, temos Ku K u C com K e C constantes, visto que ( K u) K ( u) Ku. Esta regra, embora simples, é bastante útil. Mostra que as constantes multiplicativas podem transitar através do sinal de primitivação. or eemplo, 5 sen 5 sen, tg tg, etc.. Sendo u uma função de e uma constante temos (supondo que u u u ) ( ) u u. Então, u u u C, Vejamos alguns eemplos: C, u, e u. ( ) ( ) C, u, e u. 5 ( ) 6 ( ) C, 6 u, 5 e u. ( ) ( ) ( ) C. u, e u.

RIMITIVAS 5 5 5 0 5 0 ( 5 0) ( ) 5 ( 5 0) C, C u 5 0, e u 5. 4 4 4 ( ) ( 4 ) 4 ( ) C ( 4 ) C. 4 u, e u 4. ln ln (ln ) C, u ln, e u. arc tg arc tg arc tg C. u arc tg, e u sen sen cos C. u. sen, e u cos. tg sec 4 tg C. 4 u tg, e u sec.

6 RIMITIVAS E INTEGRAIS ( e ) e ( e ) 4 u 4 C. e, e u e. ( ln ) ( ln ) ( ln ) C. ( ln ) C u ln, e u. Vamos ver agora, eemplos de casos em que aplicando ), é necessário recorrer a constantes multiplicativas para se obter u: 4 ( ) ( ) ( ) C 4 4 ( ) 8 C. 5 5 ( 6 9) ( ) ( 6 9) ( 6 6) 6 6 6 ( 6 9) 6 C 6 ( 6 9) 6 C. ( ) ( ) ( ) ( ) C 4 ( ) C.

RIMITIVAS 7 5 5 5 ( 5 ) 5 5 ( ) 5 5 5 6 ( 5 ) 5 6 5 C 5 ( 5 ) 6 C. 8 e ( e ) ( e ) e e ( ) e ( e ) C 4 ( e ) C. 5 5 ( cos ) sen ( cos ) ( sen ) ( cos ) 6 6 C. 4. Em ) está ecluída a situação. Neste caso teremos u u u. u u u u Recordemos que (log u ) e [ln ( u )]. u u u No primeiro caso tem de ser u 0 e, no segundo u 0. Será então, u u ln u C fórmula válida desde que u 0.

8 RIMITIVAS E INTEGRAIS Esta fórmula contempla as situações em que ) falha. Vejamos alguns eemplos: ln C. ln ( ) C. Repare-se que 0para qualquer valor de. ln ln ln ln C. ln C. e e ln ( e ) C (e 0, qualquer que seja ). ln ln ln ln C. ( ) arc tg arc tg ln arc tg C. Repare-se na aplicação desta fórmula na primitivação de algumas funções trigonométricas: sen tg cos sen cos ln cos C. cos cotg ln sen C. sen sec sec tg sec sec tg ( sec tg ) sec tg ln sec tg C.

Outros livros Sílabo na área dos Métodos Quantitativos: Análise de Dados para Ciências Sociais A complementaridade do SSS Análise Multivariada de Dados Qualitativos Utilização da Análise de Corresp. Múlt. com o SSS Conceitos de Matemática Fundamentos para as Ciências da Vida Descobrindo a Regressão Com a Complementaridade do SSS Dicionário de Estatística Estatística Eercícios Vol. robabilidade, Variáveis aleatórias Estatística Eercícios Vol. Distribuições, Inferência estatística Estatística Aplicada Vol. Estatística Aplicada Vol. Estatística Descritiva Estatística Descritiva Manual de Auto-aprendizagem Estatística Matemática Vol. Estatística Matemática Vol. Estatística Multivariada Aplicada Estatística para Economia e Gestão Instrumentos de Apoio à Tomada de Decisão Eercícios de Estatística Com Recurso ao SSS Eercícios de Estatística Vol. Eercícios de Estatística Vol. Eercícios de Estatística Aplicada Vol. Eercícios de Estatística Aplicada Vol. Eercícios de Estatística Descritiva para Ciências Sociais Formulário de Estatística Formulário de Matemática Inferência Estatística Com Utilização do SSS e Gpower Infinito + Introdução à Análise de Dados Com Recurso ao SSS Investigação Operacional Vol. rogramação Linear Investigação Operacional Vol. Eercícios de rogramação Linear Investigação Operacional Vol. Transportes, Afectação e Optimização em Redes Investigação por Questionário Matemática para Economia e Gestão robabilidade e Inferência Estatística Eercícios Resolvidos SSS Guia rático de Utilização SSS Statistics O Meu Manual de Consulta Rápida Tabelas Estatísticas Testes de Hipóteses com o SSS O Meu Manual de Consulta Rápida Visite a Sílabo na rede: www.silabo.pt COLEÇÃO MATEMÁTICA ISBN 978-97-68-97-5 5 9 78976 8975