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. O gráfico abaixo mostra essa região. 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. O gráfico abaixo mostra essa região. Com base no gráfico e nas funções fornecidas, qual expressão representa corretamente a integral que calcula a área da região destacada entre as curvas?

Resposta

96%

A expressão correta para a integral da área é:

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

Explicação

Para calcular a área entre duas curvas no intervalo [a,b][a,b], usamos

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

No intervalo 0x10\le x\le 1, comparamos as funções:

  • y=xy=\sqrt{x}
  • y=x2y=x^2

Observando o gráfico (e também por valores típicos), para 0<x<10<x<1 temos x>x2\sqrt{x} > x^2 (por exemplo, em x=0,25x=0{,}25: 0,25=0,5\sqrt{0{,}25}=0{,}5 e (0,25)2=0,0625(0{,}25)^2=0{,}0625). Elas se encontram em x=0x=0 e x=1x=1.

Assim, a curva de cima é x\sqrt{x} e a de baixo é x2x^2, então a integral que representa a área sombreada é:

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

Alternativa correta: (não há alternativas fornecidas).

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