Teorema principal de análise
Teorema principal de análise ou Fórmula de Newton-Leibniz dá a relação entre duas operações: tomar uma integral definida e calcular a antiderivada
Redação
Considere a integral da função y = f(x) dentro de um número constante uma até o número x, que vamos considerar variável. Escrevemos a integral da seguinte forma:
Este tipo de integral é chamado de integral com um limite superior variável. Usando o teorema da integral média em definida, é fácil mostrar que uma dada função é contínua e diferenciável. E também a derivada desta função no ponto x é igual à própria função integrável. Daqui segue-se que qualquer função contínua tem uma antiderivada na forma de uma quadratura: . E como a classe de primitivas da função f difere por uma constante, é fácil mostrar que: a integral definida da função f é igual à diferença entre os valores das primitivas nos pontos b e a
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Fórmula de Newton-Leibniz
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Certa vez, meu pai e eu estávamos indo para longe em um carro. E esta é uma boa razão para uma conversa inteligente.
Estamos falando dos "teoremas básicos". O teorema básico da aritmética é que qualquer número inteiro pode ser decomposto em um produto de números primos e de uma maneira única. O teorema básico da álgebra é que um polinômio tem tantas raízes quanto seu grau (embora haja um inferno com as formulações). E então o principal teorema de análise de alguma forma saiu da minha cabeça.
Pai sugeriu que o teorema fundamental da análise é o teorema de Newton-Leibniz. “Do que se trata?” Eu perguntei. Pai: “Não me lembro do texto exato, mas algo sobre o fato de que a integração é uma operação inversa à diferenciação.”
Espere, isso não é por definição?
Como sempre acontece com esses teoremas fundamentais, o que eles dizem parece óbvio depois que você já passou por isso. Mas, na verdade, é o principal teorema que nos permite considerar a integração e a diferenciação como operações inversas. O raciocínio profundamente anticientífico irá além, onde qualquer matemático encontrará 100.500 erros formais, mas isso não é importante agora.
O que é diferenciação? É quando desenhamos uma tangente em cada ponto da função e encontramos a tangente do ângulo em que ela passa para o horizonte, assim:
Agora, se a cada ponto for atribuída a tangente encontrada, uma nova função será obtida, que é chamada de derivada. Deixe-me lembrá-lo que o número e que a derivada da função exé igual a ex, ou seja, em cada ponto, a tangente do ângulo é exatamente igual ao valor da própria função.
O que é integração? Isso é encontrar a área de uma figura sob a curva de uma função limitada por alguns limites verticais uma e b e o eixo horizontal:
Se você dividir por um número crescente de retângulos e observar o limite da soma das áreas, obterá apenas a área dessa figura. Essa área é chamada de integral definida da função y = f(x) no segmento [ uma; b] e está marcado assim:
Francamente, não é nada óbvio que as besteiras sobre ângulos e besteiras sobre a área estejam geralmente conectadas de alguma forma.
E é assim que eles estão conectados. A derivada inversa de uma função é chamada de antiderivada. Antiderivada de f(x)é tal função g(x) que seu derivado g´(x) = f(x). Por exemplo, a função y = x 2 + 8 derivada y = 2x. Então para a função y = x função y = (x 2 / 2) + 4 é antiderivada.
É fácil ver que há um número infinito de tais funções. Por exemplo, a derivada da função y = x 2 + 28 também é y = 2x. Então para a função y = x função ( x 2 / 2) + 14 também é uma antiderivada. Isso é lógico, porque a derivada é o ângulo em cada ponto, e é natural que ela não mude dependendo da altura para a qual elevamos verticalmente todo o gráfico da função como um todo. Então para a função x primitivo é x 2/2 mais tanto quanto você gosta.
Então, acontece que, para encontrar a área da figura sob a função y = f(x) variando de uma antes b, você precisa pegar os valores de qualquer uma de suas primitivas g(x) em pontos b e uma e subtraia um do outro:
Aqui g- embora qualquer um, mas ainda algum tipo de primitivo, portanto, "quantos você quiser" será o mesmo para ele, eles serão subtraídos um do outro e não afetarão o resultado. Você pode pegar alguma função simples como y = 2x, onde a área sem integrais é fácil de calcular em sua mente e verificar. Funciona!
Essa fórmula é chamada de teorema fundamental da análise ou teorema de Newton-Leibniz. Se for provado, já podemos chamar a descoberta da integração antiderivada e geralmente tratar a diferenciação e a integração como operações mutuamente inversas.
§ 5. Teorema principal de análise
1. Teorema principal. O conceito de integração, e até certo ponto de diferenciação, foi bem desenvolvido antes do trabalho de Newton e Leibniz. Mas era absolutamente necessário fazer uma descoberta muito simples para dar impulso à enorme evolução da análise matemática recém-criada. Dois processos de limite aparentemente não contíguos entre si, usados um para diferenciação e outro para funções de integração, mostraram-se intimamente ligados um ao outro. Na verdade, eles são mútuos
operações inversas, |
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bom para operações como |
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adição e subtração, inteligente |
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corte e divisão. Diferen- |
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sociais e integrais |
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os números são |
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algo unificado. |
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A grande conquista do Novo |
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tom e Leibniz é |
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em que pela primeira vez eles |
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Arroz. 274. Int jogado como uma função topo |
mas entendido e usado |
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este principal teorema de análise |
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atras do. Sem dúvida, eles estão abertos |
postura de gravata f mas o caminho direto é desenvolvimento científico, e nada surpreendente Notavelmente, a diferença Esses indivíduos chegaram de forma independente e quase simultaneamente a uma compreensão clara da circunstância acima.
Para formular o teorema principal com precisão, consideramos a integral da função y = f(x) no intervalo de um número constante a até um número x, que consideraremos variável. Para não confundir o limite superior de integração x com a variável que aparece sob o sinal de integral, escrevemos a integral da seguinte forma (ver página 428):
F(x)=Z |
demonstrando assim nossa intenção de estudar a integral como uma função F(x) de seu limite superior (Fig. 274). Esta função F(x) é a área sob a curva y = f(u) do ponto u = a até o ponto u = x. Às vezes, a integral F(x) com um limite superior variável é chamada de "integral indefinida".
O principal teorema de análise é o seguinte:
A derivada da integral indefinida (1) em relação ao seu limite superior x é igual ao valor da função f(u) no ponto u = x:
F 0 (x) = f(x).
TEOREMA PRINCIPAL DE ANÁLISE |
Em outras palavras, o processo de integração que leva da função f(x) à função F(x) é "destruído" pelo processo inverso de diferenciação aplicado à função F(x).
Em uma base intuitiva, a prova desta proposição não é difícil. Ela é baseada na interpretação da integral F(x) como uma área, e seria obscurecida se tentássemos traçar a função F(x) e interpretar a derivada F0(x) como a inclinação correspondente. Deixando de lado a interpretação geométrica da derivada previamente estabelecida, manteremos a interpretação geométrica da integral F(x) como uma área, e nos tornaremos um método analítico para derivar a função F(x). Diferença
F (x1) − F (x)
é simplesmente a área sob a curva y = f(u) entre os limites u = x1 e u = x (Fig. 275), e é fácil entender que o valor numérico dessa área está entre os números (x1 − x )m e (x1 − x) M:
(x1 − x)m 6 F (x1 ) − F (x) 6 (x1 − x)M,
onde M e m são, respectivamente, o maior e o menor valor da função f(u) no intervalo de u = x a u = x1 . De fato, esses produtos fornecem as áreas de dois retângulos, dos quais um contém a região curvilínea em consideração e o outro está contido nela.
Arroz. 275. Na prova do teorema principal
isso implica
m 6 F (x1 ) − F (x) 6 M. x1 − x
Suponhamos que a função f(u) seja contínua, de modo que como x1 tende para x, ambas as quantidades M e m tendem para o valor da função f(u) no ponto u = x, ou seja, para o valor de f(x). Neste caso, pode-se considerar
468 ANÁLISE MATEMÁTICA Cap. VIII
provou que |
|||
F 0 (x) = lim |
F (x1) − F (x) |
||
x1→x |
x1 − x |
O significado intuitivo desse resultado é que, à medida que aumenta, a taxa de variação da área sob a curva y = f(x) é igual à altura da curva em x.
Em alguns manuais, o conteúdo deste teorema principal é obscurecido devido à terminologia mal escolhida. Ou seja, muitos autores primeiro introduzem o conceito de derivada e depois definem a "integral indefinida" simplesmente como o resultado da operação inversa com relação à diferenciação: eles dizem que a função G(x) é uma integral indefinida da função f (x) se
G0 (x) = f(x).
Assim, essa forma de apresentação conecta diretamente a diferenciação com a palavra "integral". Só mais tarde é introduzido o conceito de "integral definido", tratado como uma área ou como o limite de uma sequência de somas, e não é suficientemente enfatizado que a palavra "integral" agora significa algo completamente diferente do que antes. E agora acontece que a coisa mais importante contida na teoria é adquirida apenas furtivamente - pela porta dos fundos, e o aluno encontra sérias dificuldades em seus esforços para entender a essência do assunto. Preferimos chamar funções G(x) para as quais G0 (x) = f(x) não “integrais indefinidas”, mas primitivas da função f(x). Então o teorema principal pode ser formulado da seguinte forma:
A função F(x), que é uma integral da função f(x) com um limite inferior constante e um limite superior variável x, é uma das primitivas da função f(x).
Dizemos "uma das" funções antiderivadas porque se G(x) é uma função antiderivada de f(x), então fica imediatamente claro que qualquer função da forma H(x) = G(x) + c (c - constante arbitrária) também é uma antiderivada, pois H0 (x) = G0 (x). A recíproca também é verdadeira. Duas funções antiderivadas G(x)
e H(x) podem diferir um do outro apenas por um termo constante. De fato, a diferença U(x) = G(x) − H(x) tem U0 (x) = G0 (x) − H0 (x) = f(x) − f(x) = 0 como uma derivada, ou seja, , Ou seja, essa diferença é constante, pois é óbvio que se o gráfico de uma função é horizontal em cada um de seus pontos, então a própria função, representada pelo gráfico, certamente deve ser constante.
Isso leva a uma regra muito importante para calcular a integral entre a e b - assumindo que conhecemos alguma função antiderivada G(x) da função f(x). De acordo com nosso principal
TEOREMA PRINCIPAL DE ANÁLISE |
teorema, função
existe também uma função antiderivada da função f(x). Então F(x) =
G(x) + c, onde c é uma constante. O valor desta constante será determinado,
se levarmos em conta que F(a) = f(u) du = 0. Isso implica:
0 = G(a) + c, então c = −G(a). Então a integral definida entre a e x satisfaz identicamente a igualdade
F(x) = f(u) du = G(x) − G(a);
substituindo x por b leva à fórmula
f(u) du = G(b) − G(a), |
independentemente de qual das funções antiderivadas foi "lançada". Em outras palavras: para calcular um certo in-
integral f(x) dx, basta encontrar uma função G(x) para a qual
enxame G0 (x) = f(x), e então faça a diferença G(b) − G(a).
2. Primeiras aplicações. Integração de funções xr , cos x, sen x. função arctg x. Aqui é impossível dar uma ideia exaustiva do papel do teorema principal, e nos limitamos a dar alguns exemplos expressivos. Em problemas encontrados em mecânica e física ou na própria matemática, muitas vezes é necessário calcular o valor numérico de alguma integral definida. Uma tentativa direta de encontrar a integral como limite pode ser insuperavelmente difícil. Por outro lado, como vimos no § 3, qualquer diferenciação é realizada com relativa facilidade, sendo possível acumular um número muito grande de fórmulas de diferenciação sem dificuldade. Cada uma dessas fórmulas G0 (x) = f(x), inversamente, pode ser considerada como uma fórmula que define a função antiderivada G(x) da função f(x).
A fórmula (3) permite usar a função antiderivada conhecida para calcular a integral da função f(x) em algum intervalo dado.
Se, por exemplo, queremos encontrar integrais de potências x2, x3 ou xn em geral, então o mais simples é proceder como indicado no § 1. Pela fórmula de diferenciação de potências, a derivada de xn é nxn−1,
470 ANÁLISE MATEMÁTICA Cap. VIII
então a derivada da função
G(x) = nx |
|
1 (n 6 = -1) |
existe uma função
G0 (x) = n n + + 1 1 xn = xn .
xn+1
Neste caso, a função n + 1 é a função antiderivada
em relação à função f(x) = xn e, portanto, obtemos imediatamente a fórmula
x n dx = G(b) − G(a) = b n+1 − a n+1 . n + 1
Este argumento é incomparavelmente mais simples do que o complicado procedimento para calcular diretamente a integral como o limite da soma.
Como um caso mais geral, encontramos no § 3 que para qualquer racional s, tanto positivo quanto negativo, a derivada da função xs é igual a sxs−1 e, portanto, para s = r + 1, a função
xr+1
tem uma derivada f(x) = G0 (x) = xr (assumimos que r 6= −1,
xr+1
ou seja, que s 6 = 0). Então a função r + 1 é a função antiderivada, ou
"integral indefinida" de xr , e obtemos (para a e b positivos e para r 6= −1) a fórmula
xr dx = |
b r+1 − a r+1 |
||
Na fórmula (4), deve-se assumir que a função xr sob a integral é definida e contínua no intervalo de integração, então o ponto x = 0 deve ser excluído se r< 0. Вот потому мы и вынуждены допустить, что в этом случае a и b положительны.
Se definirmos G(x) = − cos x, obteremos G0 (x) = sin x, e, portanto, a relação surge
sen xdx = -(cos a - cos 0) = 1 - cos a.
Da mesma forma, se G(x) = sen x, então G0 (x) = cos x e, portanto,
cos xdx \u003d sin a - sin 0 \u003d sin a.
§ 5 TEOREMA PRINCIPAL DE ANÁLISE 471
Um resultado particularmente interessante é obtido a partir da fórmula para derivar a função arctg x:
Como a função arctg x é antiderivada em relação à função |
||||||||
1+x2 |
||||||||
então, com base na fórmula (3), podemos escrever
arctan b − arctan 0 = Z 0 |
1 + x2dx. |
|
Mas arctan 0 = 0 (um valor zero da tangente corresponde a um valor zero do ângulo). Então nós temos
arcg b = Z 0 |
|||||||||||||
1+x2 |
|||||||||||||
Em particular, |
significado |
tangente, |
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1, combinar |
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a 45◦, que em medida em radianos corresponde a |
|||||||||||||
coloca p. Assim, nós |
|||||||||||||
Nós temos |
|||||||||||||
Maravilhoso |
|||||||||||||
1 + x2dx. |
|||||||||||||
mostra |
qual area |
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cronograma |
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1 + x 2 variando de x = 0 a x = |
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1 é igual a um quarto da área da unidade |
276. Área sob o Cree |
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nenhum círculo. |
|||||||||||||
dentro de |
|||||||||||||
3. Fórmula |
Leibniz |
1+x2 |
|||||||||||
pistas |
|||||||||||||
para p . Último resultado |
dos mais bonitos |
||||||||||||
fórmulas matemáticas descobertas no século XVII - a uma variável de sinal |
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à série de Leibniz, que permite calcular p: |
|||||||||||||
4 p = 1 1 − 3 1 + 5 1 − 7 1 + 9 1 − 11 1 + . . . |
+ símbolo. . . deve ser entendido no sentido de que a sequência de "somas parciais" finitas obtidas quando o lado direito da
de igualdades, apenas n termos da soma são tomados, tendendo ao limite p em
aumento ilimitado de n.
ANALISE MATEMÁTICA |
Para provar esta fórmula notável, precisamos apenas lembrar a fórmula da soma de uma progressão geométrica finita
1 − qn = 1 + q + q2 + . . . + qn−1 ,
onde o "termo residual" Rn é expresso pela fórmula
Rn = (−1)n x 2n 2 .
A igualdade (8) pode ser integrada dentro do intervalo de 0 a 1. Seguindo a regra a) do § 3, devemos tomar a soma das integrais dos termos individuais do lado direito. Com base em (4) sabemos que
xm dx = |
bm+1 |
− am+1 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
em particular, obtemos |
xm dx = |
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de onde, para |
1+x2 |
1 − 3 + |
E consequentemente, |
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− 7 |
+ . . . + (−1)n−1 |
2n − 1 + Tn , |
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pR0 |
1+x2 |
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Tn = ( |
De acordo com a fórmula (5), o lado esquerdo do formulário é |
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ly (9) é |
diferença entre |
e soma privada |
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(−1)n−1 |
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Sn = 1 - |
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− Sn = Tn . Resta provar que Tn tende a zero quando |
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aumentando n. Temos uma desigualdade
x 2n 6 x2n .
1+x2
Lembrando a fórmula (13) § 1º, que estabelece a desigualdade
f(x) dx 6 g(x) dx para f(x) 6 g(x) e a< b,
O conceito de integração, e até certo ponto de diferenciação, foi bem desenvolvido antes do trabalho de Newton e Leibniz. Mas era absolutamente necessário fazer uma descoberta muito simples para dar impulso à enorme evolução da análise matemática recém-criada. Dois processos de limite aparentemente não contíguos entre si, usados um para diferenciação e outro para funções de integração, mostraram-se intimamente ligados um ao outro. De fato, são operações mutuamente inversas, como operações como adição e subtração, multiplicação e divisão. Cálculo diferencial e integral são uma coisa.
A grande conquista de Newton e Leibniz é que pela primeira vez eles perceberam e usaram claramente esse teorema básico de análise. Sem dúvida, sua descoberta estava no caminho direto do desenvolvimento científico natural, e não é de modo algum surpreendente que várias pessoas tenham chegado independentemente e quase simultaneamente a uma compreensão clara da circunstância acima.
Arroz. 274. Integral em função do limite superior
Para formular o teorema principal com precisão, consideramos a integral de uma função que varia de um número constante a a um número x, que consideraremos variável. Para não confundir o limite superior de integração x com a variável que aparece sob o sinal de integral, escrevemos a integral da seguinte forma (ver p. 459):
demonstrando assim nossa intenção de estudar a integral em função de seu limite superior (Fig. 274). Esta função é a área sob a curva de ponto a ponto.Às vezes, uma integral com um limite superior variável é chamada de "integral indefinida".
O principal teorema de análise é o seguinte: A derivada da integral indefinida (1) em relação ao seu limite superior x é igual ao valor da função no ponto
Em outras palavras, o processo de integração que leva de função a função é “destruído” pelo processo inverso de diferenciação aplicado à função
Arroz. 275. Na prova do teorema principal
Em uma base intuitiva, a prova desta proposição não é difícil. Baseia-se na interpretação da integral como uma área, e seria obscurecida se tentássemos traçar a função e interpretar a derivada como a inclinação correspondente. Deixando de lado a interpretação geométrica da derivada previamente estabelecida, reteremos a interpretação geométrica da integral como uma área, e nos tornaremos um método analítico para derivar uma função. Diferença
existe simplesmente a área sob a curva entre os limites (Fig. 275), e não é difícil entender que o valor numérico dessa área está entre os números
onde estão (respectivamente, os maiores e menores valores da função no intervalo de a) De fato, esses produtos fornecem as áreas de dois retângulos, um dos quais contém a região curvilínea em consideração e o outro está contido nela.
Isso implica:
Suponhamos que a função seja contínua, de modo que ambas as quantidades tendam ao valor da função
no ponto , ou seja, no valor Neste caso, podemos considerar provado que
O significado intuitivo desse resultado é que, à medida que aumenta, a taxa de variação da área sob a curva é igual à altura da curva em x.
Em alguns manuais, o conteúdo deste teorema principal é obscurecido devido à terminologia mal escolhida. Nomeadamente, muitos autores primeiro introduzem o conceito de derivada e depois definem a "integral indefinida" simplesmente como o resultado da operação inversa à diferenciação: eles dizem que uma função é uma integral indefinida de uma função se
Assim, essa forma de apresentação conecta diretamente a diferenciação com a palavra "integral". Só mais tarde é introduzido o conceito de "integral definido", tratado como uma área ou como o limite de uma sequência de somas, e não é suficientemente enfatizado que a palavra "integral" agora significa algo completamente diferente do que antes. E agora acontece que a coisa mais importante contida na teoria é adquirida apenas furtivamente - pela porta dos fundos, e o aluno encontra sérias dificuldades em seus esforços para entender a essência do assunto. Preferimos funções para as quais não chamamos “integrais indefinidas”, mas funções antiderivadas de uma função. Então o teorema principal pode ser formulado da seguinte forma:
Uma função que é integral de uma função com um limite inferior constante e um limite superior variável x é uma das funções antiderivadas da função
Dizemos “uma das” funções antiderivadas porque se é uma função antiderivada de então fica imediatamente claro que qualquer função da forma (c é uma constante arbitrária) também é uma antiderivada, pois a afirmação inversa também é verdadeira. Duas funções antiderivadas podem diferir uma da outra apenas por um termo constante. De fato, a diferença tem como derivada, ou seja, essa diferença é constante, pois é óbvio que se o gráfico da função em cada
O conceito de integração, e até certo ponto de diferenciação, foi bem desenvolvido antes do trabalho de Newton e Leibniz. Mas era absolutamente necessário fazer uma descoberta muito simples para dar impulso à enorme evolução da análise matemática recém-criada. Dois processos limitantes aparentemente não contíguos entre si, usados um para a diferenciação e o outro para a integração de funções, mostraram-se intimamente ligados um ao outro. De fato, são operações mutuamente inversas, como operações como adição e subtração, multiplicação e divisão. Cálculo diferencial e integral são uma coisa.
A grande conquista de Newton e Leibniz é que pela primeira vez reconheceram e usaram claramente esta o principal teorema de análise. Sem dúvida, sua descoberta estava no caminho direto do desenvolvimento científico natural, e não é de modo algum surpreendente que várias pessoas tenham chegado independentemente e quase simultaneamente a uma compreensão clara da circunstância acima.
Para formular exatamente o teorema principal, consideramos a integral da função y=f(x) variando de um número constante a a um número x, que consideraremos variável. Para não confundir o limite superior de integração x com a variável que aparece sob o sinal de integral, escrevemos a integral da seguinte forma (ver p. 435):
demonstrando assim nossa intenção de estudar a integral em função de F(x) de seu limite superior (Fig. 274). Esta função F(x) é a área sob a curva y=f(u) a partir do ponto vc = um ao ponto u=x. Às vezes, a integral F(x) com um limite superior variável é chamada de "integral indefinida".
O principal teorema de análise é o seguinte: A derivada da integral indefinida (1) em relação ao seu limite superior x é igual ao valor da função f (u) no ponto u = x:
F "(x) \u003d f (x).
Em outras palavras, o processo de integração que leva da função f(x) à função F(x) é "destruído" pelo processo inverso de diferenciação aplicado à função F(x).
Em uma base intuitiva, a prova desta proposição não é difícil. Ela é baseada na interpretação da integral F(x) como uma área, e seria obscurecida se tentássemos traçar a função F(x) e interpretar a derivada F"(x) como a inclinação correspondente. estabelecida a interpretação geométrica da derivada , manteremos a interpretação geométrica da integral F(x) como uma área, e diferenciar a função F(x) se tornará um método analítico.
F (x 1) - F (x)
é apenas a área sob a curva y=f(u) entre os limites u = x 1 e u=x(Fig. 275), e é fácil entender que o valor numérico desta área está entre os números (x 1 - x)m e (x 1 - x) M:
(x 1 - x)m≤F (x 1) - F (x) ≤(x 1 - x) M,
onde M e m são respectivamente os maiores e menores valores da função f(u) no intervalo de u = x a u = x 1 . De fato, esses produtos fornecem as áreas de dois retângulos, dos quais um contém a região curvilínea em consideração e o outro está contido nela.
Isso implica:
Suponha que a função f (u) seja contínua, de modo que como x 1 tende para x, ambas as quantidades M e m tendem para o valor da função f (u) no ponto u \u003d x, ou seja, para o valor de f(x). Neste caso, pode-se considerar provado que
O significado intuitivo deste resultado é que, à medida que a taxa de variação da área sob a curva aumenta, y=f(x) igual à altura da curva em x.
Em alguns manuais, o conteúdo deste teorema principal é obscurecido pela terminologia mal escolhida. Ou seja, muitos autores primeiro introduzem o conceito de derivada e depois definem a "integral indefinida" simplesmente como o resultado da operação inversa à diferenciação: eles dizem que a função G (x) é uma integral indefinida da função f (x ) E se
G"(x) = f(x).
Assim, essa forma de apresentação conecta diretamente a diferenciação com a palavra "integral". Só mais tarde é introduzido o conceito de "integral definido", tratado como uma área ou como o limite de uma sequência de somas, e não é suficientemente enfatizado que a palavra "integral" agora significa algo completamente diferente do que antes. E agora acontece que a coisa mais importante contida na teoria é adquirida apenas furtivamente pela porta dos fundos, e o estudante encontra sérias dificuldades em seus esforços para entender a essência do assunto. Preferimos funções G(x) para as quais G "(x) \u003d f (x), não chame de "integrais indefinidas", mas funções antiderivadas da função f(x). Então o teorema principal pode ser formulado da seguinte forma:
A função F (x), que é a integral da função f (x) com um limite inferior constante e um limite superior variável x, é uma das primitivas da função f (x).
Dizemos "uma das" funções antiderivadas porque se G(x) é uma função antiderivada de f(x), então fica imediatamente claro que qualquer função da forma H(x) = G(x) + c(c é uma constante arbitrária) também é uma antiderivada, pois H "(x) = G" (x). A recíproca também é verdadeira. As duas funções antiderivadas G(x) e H(x) só podem diferir uma da outra por um termo constante. De fato, a diferença U(x) = G(x) - H(x) tem como derivado U "(x) \u003d G" (x) - H "(x) \u003d f (x) - f (x) \u003d 0, ou seja, essa diferença é constante, pois é óbvio que se o gráfico de uma função é horizontal em cada um de seus pontos, então a própria função, representada pelo gráfico, certamente deve ser constante.