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Teorema de Fubini

INTANAL-X

Teorema de Fubini

Este módulo trata de integrais iteradas e do teorema de Fubini, que permite reduzir
integrais múltiplas a integrais simples sucessivas.

Integrais Iteradas

Definição. Para $f: [a,b]\times[c,d] \to \mathbb{R}$, a integral iterada é

$$\int_a^b \left(\int_c^d f(x,y)\, dy\right) dx$$

se, para cada $x$ fixo, a integral interior existe e a integral exterior existe.

Exemplo 1. $f(x,y) = xy$ em $[0,1]\times[0,2]$:

$$\int_0^1\int_0^2 xy\, dy\, dx = \int_0^1 x\cdot\frac{y^2}{2}\Big|_0^2 dx = \int_0^1 2x\, dx = 1.$$

Trocando a ordem: $\int_0^2\int_0^1 xy\, dx\, dy = \int_0^2 y\cdot\frac{1}{2}\, dy = \frac{1}{2}\cdot 2 = 1$. $\checkmark$

Exemplo 2. $f(x,y) = e^{x+y}$ em $[0,1]^2$:

$$\int_0^1\int_0^1 e^{x+y}\, dy\, dx = \int_0^1 e^x(e-1)\, dx = (e-1)^2 \approx 2{,}952.$$