Enunciado

O gráfico de g é apresentado. Estime ∫ - 3 3 g x d x   com seis subintervalos usando (a) extremidades direitas, (b) extremidades esquerdas e (c) pontos médios.

Passo 1

E aí! tudo certinho?

Nesse problema temos que estimar a integral da função de x = - 3 até x = 3 cujo gráfico é dado por

Pra isso temos que determinar quatro subintervalos com (a) extremidades direitas, (b) extremidades esquerdas e (c) pontos médios.

Basicamente o que vamos resolver aqui portanto é uma soma de Riemann.

A soma de Riemann para uma função f ( x ) com n subintervalos pode ser definida pelo seguinte somatório:

S = ∑ i = 1 n f x i Δ x

Ela representa a soma das áreas de retângulos que são obtidos a partir da função.

A ideia é basicamente dividir o intervalo em n �� subintervalos Δ x igualmente espaçados.

Δ x = x f - x 0 n

Esses Δ x serão as bases dos retângulos.

Para a altura do retângulo, pega-se o valor da função em um ponto x dentro do subintervalo Δ x .

f x i

E aí há três opções.

Escolher um valor da função calculado no x do extremo esquerdo do subintervalo ( x i - 1 ) , do meio do subintervalo ( x i - ) ou do extremo direito do subintervalo ( x i ).

Passo 2

Determinando o delta desse exercício:

∆ x = b - a n = 3 - ( - 3 ) 6 = 1

Vamos agora estimar a soma usando valores de x das extremidades direitas dos subintervalos de comprimento 1 que variam de - 3 até 3 :

x 1 = - 2 ; x 2 = - 1 ; x 3 = 0

x 4 = 1 ; x 5 = 2 ; x 6 = 3

Estimando com extremidades direitas:

∑ i = 1 6 g x i ∆ x = g - 2 Δ x + g - 1 Δ x + g 0 Δ x + g 1 Δ x + g 2 Δ x + g 3 Δ x

∑ i = 1 6 g x i ∆ x = 1 g - 2 + g - 1 + g 0 + g 1 + g 2 + g 3

Agora basta procurar por esses valores no gráfico:

∑ i = 1 6 g x i ∆ x = 1 - 1 2 - 3 2 - 3 2 - 1 2 + 5 2

∑ i = 1 6 g x i ∆ x = - 1 2

Passo 3

Estimando com extremidades esquerdas, para isso vamos olhar para os valores do extremo esquerdo dos subintervalos de comprimento 1 que variam de - 3 até 3 :

x 0 = - 3 ; x 1 = - 2 ; x 2 = - 1

x 3 = 0 ; x 4 = 1 ; x 5 = 2

Dessa forma teremos:

∑ i = 1 6 g x i - 1 ∆ x = 1 g - 3 g - 2 + g - 1 + g 0 + g 1 + g 2

E procurando por esses valores no gráfico, ficamos com:

∑ i = 1 6 g x i - 1 ∆ x = 2 + 1 - 1 2 - 3 2 - 3 2 - 1 2

∑ i = 1 6 g x i - 1 ∆ x = - 1

Passo 4

Estimando com pontos médios, agora vamos olhar para os valores médios dos subintervalos de comprimento 2 que variam de 0 até 8 :

x 1 - = - 2,5 ; x 2 - = - 1,5 ; x 3 - = - 0,5

x 4 - = 0,5 ; x 5 - = 1,5 ; x 6 - = 2,5

De forma que teremos:

∑ i = 1 6 g x - i ∆ x = 1 g - 2.5 g - 1.5 + g - 0.5 + g 0.5 + g 1.5 + g 2.5 ≈

1.5 + 0 - 1 - 1.75 - 1 + 0.5 = - 1.75

E aí! Entendeu tudo? Responde Aí!

Resposta

  1. - 0.5
  2. - 1
  3. - 1.75
Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Provar por indução matemática:sum_(i = 1)^n i^3 = (n^2 (n + 1)^2)/(4)
Provar, sem indução matemática, que ∑ i = 1 n i 3 = n 2 n + 1 2 4 (teorema 5.4.7).Sugestão: i 4 - i - 1 4 = 4 i 3 - 6 i 2 + 4 i - 1 ;assim, Teorema 5.4.6: ∑ i = 1 n F i - F i - 1 = F n - F ( 0 ) Teore
Provar, sem indução matemática, que ∑ i = 1 n i 2 = n n + 1 2 n + 1 6 (teorema 5.4.7).Sugestão: i 3 - i - 1 3 = 3 i 2 - 3 i + 1 ;assim, ∑ i = 1 n i 3 - i - 1 3 =∑ i = 1 n ( 3 i 2 - 3 i + 1 ) No primei
Ache a soma de Riemann para a função no intervalo, usando a partição Δ das e os valores de ξ i dados. Faça um esboço do gráfico da função no intervalo dado e mostre os retângulos cujas medidas de área
Ache a soma de Riemann para a função no intervalo, usando a partição Δ das e os valores de ξ i dados. Faça um esboço do gráfico da função no intervalo dado e mostre os retângulos cujas medidas de área