Enunciado

Cálculo Numérico - Cálculo com Geometria Analítica Volume 1 - 3ª Edição - Louis Leithold- Ed: 3º - Capítulo 5.10 - Ex. 35

Mostre que o valor exato da integral a seguir é , interpretando-a como medida da área de uma região. Aproxime-se dess resultado usando a regra do trapézio para valor de n dado, com três casas decimais de precisão.

Passo 1

Legal gente, sabemos que a regra do trapézio trata-se de uma soma com algumas regrinhas um pouco chatas, mas que vamos lembrar com calma ao longo dos passos 😊. Primeiro, vamos anotar todos as nossas variáveis importantes para o método do trapézio.

Limites de integração: a=2 e b=0

Número de passos: n=8

Passo 2

Temos uma formula para achar quantos passos nós devemos dar. Usamos esses passos mais tarde para contruir uma tabela e somar tudo, e daí achar a área da nossa equação... mas não vamos nos apressar! Primeiro, temos que o tamanho dos passos a ser dados é igual a:

Logo:

Isso significa que vamos dar passos de 0.25 ate chegar no valor superior da nossa integral definida, o nosso a=2.

Passo 3

Agora vamos montar uma tabela e achar os valores da nossa f(x) para cada iteração!!

A nossa tabela tem esse comportamento:

Para a nossa questão, a tabela vai ter esse formato:

Passo 4

Tamo quase la galera! Agora que temos nossa tabela, vamos jogar na formula final, que funciona como um somatório para acharmos ENFIIIM, a nossa área final :D

A formula funciona assim:

ÁREA DA NOSSA INTEGRAL =

Ou seja, a gente pega o primeiro e o ultimo termo da nossa soma e deixa eles normais. E o nosso miolo a gente multiplica por 2, e no final soma tudo e divide pela distancia dos nossos passos sobre 2, o nosso !!

Para o nosso caso:

I =