Exercícios Resolvidos de Cálculo de Áreas

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Enunciado

Calcule a área determinada pela curva y = sen ⁡ ( x ) no intervalo [ - π , π ] .

(a) 4

(b) 6

(c) 3

(d) 2

(e) 1

Passo 1

Fala pessoal, tudo joia?

A gente já aprendeu que “Área determinada pela curva” é simplesmente a integral da curva no intervalo dado. Ou seja, temos que resolver o seguinte:

A = ∫ - π π sen ⁡ ( x )   d x

Lembrando que a integral do s e n ⁡ ( x ) é - c o s ⁡ ( x ) . E fica faltando só substituir os limites de integração.

A = ∫ - π π sen ⁡ ( x )   d x = - cos ⁡ x | - π π

Aplicando os limites de integração teremos o seguinte:

A = - cos ⁡ π - ( - cos ⁡ - π )

A = - cos ⁡ π + cos ⁡ ( - π )

Sabendo que cos ⁡ π = cos ⁡ - π = - 1 , ficamos com:

A = 0

Opa, mas isso não está nas opções. Isso significa que essa forma de resolução está ERRADA.

Pois é, é importante lembrar disso. A integral considera que quando a área está abaixo do eixo x , ela é uma “área negativa”. Mas quando a questão pede a área, nós não precisamos seguir essa convenção.

Passo 2

Como corrigir esse problema? Bom, a resposta está nessa imagem da nossa curva, se desenharmos o gráfico da função sen ⁡ x , teremos:

Temos a mesma área dos dois lados, o problema é que a integral “entende” que a área da esquerda é negativa, e isso caba cancelando a integral da direita, levando ao resultado igual a zero, como o que encontramos.

Uma solução pra isso é fazer o seguinte: achar a área em um dos lados e multiplicar por dois!

Ou seja:

A = 2 ∫ 0 π sen ⁡ ( x )   d x

E agora que já conhecemos a integral:

A = 2 ∫ 0 π sen ⁡ ( x )   d x = - cos ⁡ x | 0 π

Aplicando os novos limites de integração, teremos:

A = 2 - cos ⁡ π - - cos ⁡ 0

A = 2 - - 1 + 1

A = 2 [ 2 ]

A = 4

Pronto! Agora sim temos uma resposta coerente, que é a letra A😉

Resposta

  1. 4