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Aula 540 — Teorema Fundamental do Cálculo — Parte II

50 min

Objetivo geral

Aplicar a Parte II do Teorema Fundamental do Cálculo para calcular integrais definidas via primitivas.

Objetivos específicos

  • Enunciar a Parte II do TFC: ∫[a,b]f(x)dx=F(b)-F(a), para F primitiva de f.
  • Aplicar essa fórmula avaliando a primitiva em AMBOS os limites e subtraindo.
  • Reconhecer que qualquer primitiva F serve para o cálculo, pois a constante C se cancela na subtração.

Conhecimentos prévios

  • TFC Parte I, Aula 539 deste módulo.
  • Integrais imediatas, Aula 532 deste módulo.

Recursos didáticos

  • Apresentação de slides — Possor_MatAula540_Apresentacao.pptx.
  • Quadro/lousa e material de escrita.
  • Wolfram Alpha e GeoGebra CAS, para verificar integrais e visualizar áreas e sólidos de revolução.

Desenvolvimento da aula

Acolhida e Sondagem de Conhecimentos Prévios

5 min · Ausubel — ativação de subsunçores

O professor pergunta: para calcular ∫[1,3]x2dx usando uma primitiva F(x)=x3/3, basta calcular F(3)?

Problematização Inicial

5 min · Bachelard — obstáculo epistemológico antecipado

Escrever ∫[1,3]x2dx no quadro e perguntar se calcular só F(3) já resolve o problema. Obstáculo a nomear (sem resolver ainda): esquecer de subtrair F(a) — calcular apenas F(b) e parar por aí, esquecendo que a fórmula do TFC exige F(b) MENOS F(a), não apenas o valor em b.

Desenvolvimento Conceitual

20 min · Exposição dialogada

Apresentação dos slides 2 a 9: a Parte II do TFC diz: ∫[a,b]f(x)dx=F(b)-F(a), onde F é QUALQUER primitiva de f (a escolha da constante C não importa, pois ela se cancela na subtração: (F(b)+C)-(F(a)+C)=F(b)-F(a)). Para ∫[1,3]x2dx, com F(x)=x3/3: F(3)-F(1)=27/3-1/3=9-1/3=26/3. Se alguém calculasse só F(3)=9, estaria esquecendo de subtrair F(1)=1/3, chegando a um resultado errado. Resolvendo a pergunta do Momento 2: não — é preciso calcular F(3) E F(1), e SUBTRAIR: F(3)-F(1)=9-1/3=26/3, não apenas F(3)=9.

Resolução Guiada

10 min · Vygotsky — Zona de Desenvolvimento Proximal

Resolução guiada: calcular coletivamente ∫[0,2]3x2dx usando F(x)=x3 (resultado F(2)-F(0)=8-0=8). Em duplas: calcular ∫[0,π]sen(x)dx usando F(x)=-cos(x) (resultado -cos(π)-(-cos(0))=1+1=2, confirmando a Aula 538).

Exercícios de Fixação

7 min · Prática independente

Aplicação individual (ou em duplas) da lista de exercícios de fixação (seção 8 deste plano).

Síntese e Fechamento

3 min · Consolidação (fechamento circular)

Retomar a pergunta do Momento 1: não — é preciso calcular F(b) e F(a) e subtrair; parar em F(3)=9 esquece de subtrair F(1)=1/3, dando um resultado incompleto (o correto é 26/3, não 9).

Avaliação formativa

Ao longo da aula: perguntas rápidas de verificação (Momento 3) e observação direta durante a resolução guiada (Momento 4). Ao final: correção coletiva dos exercícios.

Lista de exercícios

1. Enuncie a Parte II do Teorema Fundamental do Cálculo.

Gabarito: ∫[a,b]f(x)dx=F(b)-F(a), para F primitiva de f.

2. Calcule ∫[1,3]x2dx.

Gabarito: 26/3.

3. Calcule ∫[0,2]3x2dx.

Gabarito: 8.

4. Calcule ∫[0,π]sen(x)dx usando F(x)=-cos(x).

Gabarito: 2.

5. Encontre o erro: "para calcular ∫[1,3]x2dx com F(x)=x3/3, basta calcular F(3)=9".

Gabarito: Errado: é preciso subtrair F(1)=1/3; o resultado correto é F(3)-F(1)=26/3.