Durante a análise de um componente óptico, engenheiros identificaram que a região entre as curvas y = x^2 e y = √x, no intervalo de x = 0 a x = 1 representa a área de passagem de luz entre duas camadas de material. Com base no gráfico e nas funções fornecidas, qual expressão representa corretamente a integral que calcula a área da região destacada entre as curvas?

Questão

Durante a análise de um componente óptico, engenheiros identificaram que a região entre as curvas y = x^2 e y = √x, no intervalo de x = 0 a x = 1 representa a área de passagem de luz entre duas camadas de material. Com base no gráfico e nas funções fornecidas, qual expressão representa corretamente a integral que calcula a área da região destacada entre as curvas?

Imagem 1

Gráfico: área sombreada entre as curvas y = x^2 (curva inferior, azul) e y = √x (curva superior, verde) no intervalo x ∈ [0,1]; eixos x e y exibidos, legenda indicando as curvas e a região sombreada.

Resposta

97%

A expressão correta é 01(xx2)dx.\int_{0}^{1}\big(\sqrt{x}-x^{2}\big)\,dx.

Explicação

Para calcular a área entre duas curvas em função de xx no intervalo [a,b][a,b], usamos:

A=ab(func¸a˜o de cimafunc¸a˜o de baixo)dx.A=\int_a^b (\text{função de cima} - \text{função de baixo})\,dx.

No intervalo 0x10\le x\le 1:

  • y=xy=\sqrt{x} fica acima de y=x2y=x^2 (por exemplo, em x=14x=\tfrac14: 14=12\sqrt{\tfrac14}=\tfrac12 e (14)2=116(\tfrac14)^2=\tfrac1{16}).
  • As curvas se encontram em x=0x=0 e x=1x=1 (pois 0=02\sqrt{0}=0^2 e 1=12\sqrt{1}=1^2).

Logo, a área sombreada é dada por:

A=01(xx2)dx.A=\int_{0}^{1}\left(\sqrt{x}-x^{2}\right)\,dx.

Alternativa correta: (não há opções).

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