Enunciado
Cálculo - Cálculo - 12ª Edição - Maurice D. Weir e Joel Hass (George B. Thomas)- Ed: 12º - Capítulo 5.3 - Ex. 21
Esboce o gráfico do integrando e use áreas para calcular a integral
Passo 1
A integral da nossa questão será resolvida através da associação com a área entre a nossa curva e o eixo X. Precisamos então esclarecer alguns pontos para que possamos resolvê-la. Eles são: os limites do eixo X e qual o comportamento da nossa função neste intervalo.
Passo 2
Vamos começar por determinar o intervalo de análise. O intervalo será dado por , em que é o limite inferior da nossa integral e o limite superior. Desta forma, temos:
Passo 3
Vamos obter agora o gráfico da nossa função. Portanto, temos:
Em destaque temos a área da região que devemos calcular, à qual possui a forma de dois trapézios retângulos iguais. Portanto, ao calcularmos a área de um dos trapézios, basta que multipliquemos por dois, e consequentemente obteremos a área total.
Passo 4
A área de um trapézio é:
Seja a base maior do nosso trapézio a distância do ponto da origem até o ponto sobre o eixo . Portanto,
Já a base menor é dado pelo valor da função quando . Portanto,
Por fim, a altura é o comprimento do intervalo . Desta forma,
Logo,
Portanto,