Enunciado

Determine uma região cuja área seja igual ao limite dado. Não calcule o limite.

lim n → ∞ ⁡ ∑ i = 1 n π 4 n t g   π i 4 n

Passo 1

Eaee, belezinha??

Bom... queremos determinar uma região cuja área seja igual ao seguinte limite:

lim n → ∞ ⁡ ∑ i = 1 n π 4 n t g   π i 4 n

Lembrando que a gente não deve calcular o limite!!

Tem ideia de como fazemos isso?

Bom, galera, se lembrarmos da Definição 2, a área da função é dada por:

A = lim n → ∞ ⁡ ∑ i = 1 n f x i ∆ x

Onde:

∆ x = b - a n

x i = a + i ∆ x

Então para resolver esse problema podemos comparar a definição com o limite dado no enunciado para determinar a função f e o intervalo da região a , b .

Agora bora aplicar!! 😉

Passo 2

Pela definição 2, temos que a área é dada por:

A = lim n → ∞ ⁡ ∑ i = 1 n f x i ∆ x

E o limite do enunciado é:

lim n → ∞ ⁡ ∑ i = 1 n π 4 n t g   π i 4 n

Igualando esses dois limites, temos:

lim n → ∞ ⁡ ∑ i = 1 n π 4 n t g   π i 4 n = lim n → ∞ ⁡ ∑ i = 1 n f x i ∆ x

Dessa forma, podemos observar que t g é uma função que não influencia no termo π 4 n , então:

∆ x = π 4 n

E consequentemente:

f x i = t g   π i 4 n

Tranquilo até aqui?

Passo 3

Encontramos a função f x i e ∆ x , mas precisamos obter a função f e o intervalo a , b .

Pra isso temos que lembrar da definição de ∆ x e x i que trazemos no passo 1.

∆ x = b - a n = π 4 n

b - a = π 4

E x i é:

x i = a + i ∆ x = π i 4 n

Se ∆ x = π 4 n , temos:

a + π i 4 n = π i 4 n

Com isso podemos definir que a = 0 .

Como b - a = π 4 , então:

b = π 4

Portanto, a região que define a área dada pelo limite do enunciado, é definida pela área abaixo da curva da função f x = tan ⁡ x no intervalo 0 , π 4 .

É isso! O que achou? Responde Aí!

Resposta

f x = tan ⁡ x ,     0 ≤ x ≤ π 4

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