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exercicios:calc_int [2012/05/05 17:48] – [Integral definidas] adalardo | exercicios:calc_int [2024/01/09 18:18] (atual) – edição externa 127.0.0.1 | ||
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Linha 12: | Linha 12: | ||
^ Ache as derivadas e em seguida as antiderivadas ^^^^^^ | ^ Ache as derivadas e em seguida as antiderivadas ^^^^^^ | ||
- | - $$ f(x) = exp(x) + x^7$$ | + | - $ f(x) = exp(x) + x^7$ |
- | - $$ f(x) = x + sin(x) | + | - $ f(x) = x + sin(x) $ |
- | - $$ f(x) = 5x^3 + 2$$ | + | - $ f(x) = 5x^3 + 2$ |
- | - $$ f(x) = cos(x) + sin(x) | + | - $ f(x) = cos(x) + sin(x) $ |
- | - $$ f(x) = x^2 + x^3cos(x)$$ | + | - $ f(x) = x^2 + x^3cos(x)$ |
- | - $$ f(x) = exp(x) ln(x) $$ | + | - $ f(x) = exp(x) ln(x) $ |
- | - $$ f(x) = x^5sin(x)$$ | + | - $ f(x) = x^5sin(x)$ |
- | - $$ f(x) = 1/x $$ | + | - $ f(x) = \frac{1}{x} $ |
- | - $$ f(x) = 1/x^2 $$ | + | - $ f(x) = \frac{1}{x^2} $ |
- | - $$ f(x) = exp(x)/x $$ | + | - $ f(x) = \frac{exp(x)}{x} $ |
- | - $$ f(x) = sin(x)/x^2$$ | + | - $ f(x) = \frac{sin(x)}{x^2}$ |
Linha 38: | Linha 38: | ||
- | ===== Integral | + | ===== Integrais |
{{: | {{: | ||
Podemos pensar a integral definida como a área resultante sob a curva da função em um dado intervalo. | Podemos pensar a integral definida como a área resultante sob a curva da função em um dado intervalo. | ||
- | Vamos visualizar isso graficamente com a nossa já conhecida função quadratica $f(x)=x^2$ a área no intervalo de 0 até 1. | + | Vamos visualizar isso graficamente com a nossa já conhecida função quadratica $f(x)=x^2$ a área no intervalo de 0 até 1. Que em notação matemática é representado como: |
- | $\int_0^1 f(x)~dx$ | ||
+ | $\int_0^1 f(x)~dx$ | ||
- | FIXME | + | ==== Área Aproximada ==== |
+ | Vamos tentar resolver o problema de forma bastante intuitíva e com as ferramentas que temos ((Cuidado com o [[http:// | ||
+ | |||
+ | Primeiro vamos desenhar o gráfico acima do nosso problema. | ||
- | |||
- | ==== Código ==== | ||
< | < | ||
############################## | ############################## | ||
Linha 56: | Linha 57: | ||
## no intervalo 0 a 1 | ## no intervalo 0 a 1 | ||
############################# | ############################# | ||
+ | par(mfrow=c(2, | ||
seq.x=seq(0, | seq.x=seq(0, | ||
seq.y=seq.x^2 | seq.y=seq.x^2 | ||
plot(seq.x, | plot(seq.x, | ||
- | # | ||
abline(v=0, lty=2) | abline(v=0, lty=2) | ||
abline(h=0, lty=2) | abline(h=0, lty=2) | ||
Linha 66: | Linha 66: | ||
seq.y1=seq.x1^2 | seq.y1=seq.x1^2 | ||
polygon(c(1, | polygon(c(1, | ||
+ | title(sub=paste(" | ||
# | # | ||
+ | </ | ||
+ | |||
+ | === Cálculo da Área === | ||
+ | < | ||
+ | ############################# | ||
+ | #### Aproximação da Área ### | ||
+ | ########################### | ||
+ | n.seq1=length(seq.x1) | ||
+ | plot(seq.x, | ||
+ | abline(v=0, lty=2) | ||
+ | abline(h=0, lty=2) | ||
+ | abline(v=1, lty=2) | ||
+ | barplot(height=seq.y1[-n.seq1], | ||
+ | |||
+ | ################################# | ||
+ | ## calculo da área dos retângulos | ||
+ | ############################## | ||
+ | h1=seq.y1[-n.seq1] | ||
+ | (ar1= sum(h1*0.1)) | ||
+ | title(sub=paste(" | ||
+ | </ | ||
+ | |||
+ | === Outra Solução === | ||
+ | < | ||
+ | ################################ | ||
+ | ## Altura da área a esquerda | ||
############################### | ############################### | ||
- | #### Calculo | + | plot(seq.x, |
+ | abline(v=0, lty=2) | ||
+ | abline(h=0, lty=2) | ||
+ | abline(v=1, lty=2) | ||
+ | barplot(height=seq.y1[-1], | ||
+ | lines(seq.x, | ||
+ | ################################# | ||
+ | ## calculo da área dos retângulos | ||
+ | ################################ | ||
+ | h2=seq.y1[-1] | ||
+ | (ar2= sum(h2*0.1)) | ||
+ | title(sub=paste(" | ||
+ | </ | ||
+ | === Altura Média === | ||
+ | < | ||
+ | ############################### | ||
+ | ## Altura da área na media | ||
############################### | ############################### | ||
- | x11() | + | plot(seq.x, |
- | n.seq=length(seq.x1) | + | |
- | plot(seq.x, | + | |
abline(v=0, lty=2) | abline(v=0, lty=2) | ||
abline(h=0, lty=2) | abline(h=0, lty=2) | ||
abline(v=1, lty=2) | abline(v=1, lty=2) | ||
- | barplot(height=seq.y1[-n.seq], | + | barplot(height=diff(seq.y1)/ |
+ | lines(seq.x, | ||
+ | ################################# | ||
+ | ## calculo da área dos retângulos | ||
+ | ################################ | ||
+ | h3=diff(seq.y1)/ | ||
+ | (ar3= sum(h3*0.1)) | ||
+ | title(sub=paste(" | ||
+ | ################################ | ||
+ | </ | ||
+ | |||
+ | ==== Diminuindo os intervalos ==== | ||
+ | Agora vamos diminuir os intervalos do eixo x, a partir da árean estimada para a altura média do retângulo no intervalo. Esse processo é o mesmo que dizer que o intervalo tende a zero $\Delta x \to 0$, em outras palavras estamos buscando a somatória de limites. Podemos formular dessa forma: | ||
+ | $$\int_a^b f(x)~dx = \lim\limits_{\Delta x \to 0} \sum\limits_{i=1}^n f(x_i^*)\Delta x_i$$ | ||
+ | |||
+ | === $d_x=0.1$ === | ||
+ | |||
+ | < | ||
+ | ################################################## | ||
+ | ## DIMINUNIDO O INTERVALO (BASE) DOS RETÂNGULOS ## | ||
+ | ################################################## | ||
x11() | x11() | ||
- | n.seq=length(seq.x1) | + | par(mfrow=c(2,2)) |
- | plot(seq.x, | + | plot(seq.x, |
abline(v=0, lty=2) | abline(v=0, lty=2) | ||
abline(h=0, lty=2) | abline(h=0, lty=2) | ||
abline(v=1, lty=2) | abline(v=1, lty=2) | ||
- | barplot(height=seq.y1[-n.seq], | + | barplot(height=diff(seq.y1)/ |
+ | lines(seq.x, | ||
+ | title(sub=paste(" | ||
</ | </ | ||
- | ===== Densidade | + | |
+ | === $d_x=0.05$ === | ||
+ | |||
+ | < | ||
+ | ############## | ||
+ | ### dx=0.05 ## | ||
+ | ############## | ||
+ | dx=0.05 | ||
+ | seq.05= seq(0,1, by=dx) | ||
+ | seq.05y=seq.05^2 | ||
+ | plot(seq.x, | ||
+ | abline(v=0, lty=2) | ||
+ | abline(h=0, lty=2) | ||
+ | abline(v=1, lty=2) | ||
+ | barplot(height=diff(seq.05y)/ | ||
+ | lines(seq.x, | ||
+ | ################################# | ||
+ | ## calculo da área dos retângulos | ||
+ | ################################ | ||
+ | h4=diff(seq.05y)/ | ||
+ | (ar4= sum(h4*dx)) | ||
+ | title(sub=paste(" | ||
+ | </ | ||
+ | |||
+ | === $d_x=0.01$ === | ||
+ | |||
+ | < | ||
+ | ############## | ||
+ | ### dx=0.01 ## | ||
+ | ############## | ||
+ | dx=0.01 | ||
+ | seq.01= seq(0,1, by=dx) | ||
+ | seq.01y=seq.01^2 | ||
+ | plot(seq.x, | ||
+ | abline(v=0, lty=2) | ||
+ | abline(h=0, lty=2) | ||
+ | abline(v=1, lty=2) | ||
+ | barplot(height=diff(seq.01y)/ | ||
+ | lines(seq.x, | ||
+ | ################################# | ||
+ | ## calculo da área dos retângulos | ||
+ | ################################ | ||
+ | h5=diff(seq.01y)/ | ||
+ | (ar5= sum(h5*dx)) | ||
+ | title(sub=paste(" | ||
+ | </ | ||
+ | |||
+ | |||
+ | === $d_x=0.001$ === | ||
+ | |||
+ | < | ||
+ | ############## | ||
+ | ### dx=0.001 ## | ||
+ | ############## | ||
+ | dx=0.001 | ||
+ | seq.001= seq(0,1, by=dx) | ||
+ | seq.001y=seq.001^2 | ||
+ | plot(seq.x, | ||
+ | abline(v=0, lty=2) | ||
+ | abline(h=0, lty=2) | ||
+ | abline(v=1, lty=2) | ||
+ | barplot(height=diff(seq.001y)/ | ||
+ | lines(seq.x, | ||
+ | ################################# | ||
+ | ## calculo da área dos retângulos | ||
+ | ################################ | ||
+ | h6=diff(seq.001y)/ | ||
+ | (ar6= sum(h6*dx)) | ||
+ | title(sub=paste(" | ||
+ | </ | ||
+ | |||
+ | ===== Maxima ===== | ||
+ | {{: | ||
+ | Vamos integrar algumas equações no Maxima. Abra o arquivo {{: | ||
+ | ===== Exercicios ===== | ||
+ | Siga agora para a página de [[questionario: |