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Nessa postagem, eu estarei resolvendo alguns exercícios de integral por substituição. Sendo essa postagem uma continuação da postagem de integração por substituição
Exercícios resolvidos de integral por substituição
$a)f\left( x \right)=\left( 4x+6 \right){{\left( {{x}^{2}}-3x+1 \right)}^{3}}\Rightarrow \int{\left( 4x+6 \right){{\left( {{x}^{2}}-3x+1 \right)}^{3}}dx\Rightarrow }$
U=x2-3x+1
du=2x-3
$\Rightarrow \int{\frac{2}{2}.\left( 4x+6 \right){{\left( {{x}^{2}}-3x+1 \right)}^{3}}dx\Rightarrow }$
$\Rightarrow \int{\frac{2}{1}.\left( 2x+3 \right){{\left( {{x}^{2}}-3x+1 \right)}^{3}}dx\Rightarrow }$
$\Rightarrow 2\int{\left( 2x+3 \right){{\left( {{x}^{2}}-3x+1 \right)}^{3}}dx\Rightarrow }$
$\Rightarrow \int{{{U}^{3}}du=\frac{{{U}^{3+1}}}{3+1}}+C=\frac{{{U}^{4}}}{4}+C\Rightarrow $
Logo:
$\Rightarrow 2\int{\left( 2x+3 \right){{\left( {{x}^{2}}-3x+1 \right)}^{3}}dx}=\frac{2{{\left( {{x}^{2}}-3x+1 \right)}^{4}}}{4}+C=$
$=\frac{{{\left( {{x}^{2}}-3x+1 \right)}^{4}}}{2}+C$
$b)f\left( x \right)=3{{x}^{4}}{{\left( 2-{{x}^{5}} \right)}^{3}}\Rightarrow \int{3{{x}^{4}}{{\left( 2-{{x}^{5}} \right)}^{3}}dx}\Rightarrow $
U=2-x5
$\Rightarrow \int{\frac{2}{1}.\left( 2x+3 \right){{\left( {{x}^{2}}-3x+1 \right)}^{3}}dx\Rightarrow }$
$\Rightarrow 2\int{\left( 2x+3 \right){{\left( {{x}^{2}}-3x+1 \right)}^{3}}dx\Rightarrow }$
$\Rightarrow \int{{{U}^{3}}du=\frac{{{U}^{3+1}}}{3+1}}+C=\frac{{{U}^{4}}}{4}+C\Rightarrow $
Logo:
$\Rightarrow 2\int{\left( 2x+3 \right){{\left( {{x}^{2}}-3x+1 \right)}^{3}}dx}=\frac{2{{\left( {{x}^{2}}-3x+1 \right)}^{4}}}{4}+C=$
$=\frac{{{\left( {{x}^{2}}-3x+1 \right)}^{4}}}{2}+C$
$b)f\left( x \right)=3{{x}^{4}}{{\left( 2-{{x}^{5}} \right)}^{3}}\Rightarrow \int{3{{x}^{4}}{{\left( 2-{{x}^{5}} \right)}^{3}}dx}\Rightarrow $
U=2-x5
du=-5x4
$\Rightarrow \int{\frac{-5}{-5}.\frac{3}{3}3{{x}^{4}}{{\left( 2-{{x}^{5}} \right)}^{3}}dx}=\int{\frac{3}{-5}.-5{{x}^{4}}{{\left( 2-{{x}^{5}} \right)}^{3}}dx}\Rightarrow $
$\Rightarrow -\frac{3}{5}.\int{-5{{x}^{4}}{{\left( 2-{{x}^{5}} \right)}^{3}}dx}\Rightarrow $
$\Rightarrow \int{{{U}^{3}}du=\frac{{{U}^{3+1}}}{3+1}}+C=\frac{{{U}^{4}}}{4}+C\Rightarrow $
Logo:
$\Rightarrow -\frac{3}{5}.\int{-5{{x}^{4}}{{\left( 2-{{x}^{5}} \right)}^{3}}dx}=-\frac{3}{5}.\frac{{{\left( 2-{{x}^{5}} \right)}^{4}}}{4}+C=$
$=\frac{-3{{\left( 2-{{x}^{5}} \right)}^{4}}}{20}+C$
$c)f\left( x \right)=\left( \frac{3{{x}^{3}}}{2{{x}^{4}}-5} \right)\Rightarrow \int{\left( \frac{3{{x}^{3}}}{2{{x}^{4}}-5} \right)dx}\Rightarrow $
U=2x4-5
$\Rightarrow -\frac{3}{5}.\int{-5{{x}^{4}}{{\left( 2-{{x}^{5}} \right)}^{3}}dx}\Rightarrow $
$\Rightarrow \int{{{U}^{3}}du=\frac{{{U}^{3+1}}}{3+1}}+C=\frac{{{U}^{4}}}{4}+C\Rightarrow $
Logo:
$\Rightarrow -\frac{3}{5}.\int{-5{{x}^{4}}{{\left( 2-{{x}^{5}} \right)}^{3}}dx}=-\frac{3}{5}.\frac{{{\left( 2-{{x}^{5}} \right)}^{4}}}{4}+C=$
$=\frac{-3{{\left( 2-{{x}^{5}} \right)}^{4}}}{20}+C$
$c)f\left( x \right)=\left( \frac{3{{x}^{3}}}{2{{x}^{4}}-5} \right)\Rightarrow \int{\left( \frac{3{{x}^{3}}}{2{{x}^{4}}-5} \right)dx}\Rightarrow $
U=2x4-5
du=8x3
$\Rightarrow \int{\frac{8}{8}.\left( \frac{3{{x}^{3}}}{2{{x}^{4}}-5} \right)dx}\Rightarrow \int{\frac{3}{8}.\left( \frac{8{{x}^{3}}}{2{{x}^{4}}-5} \right)dx}\Rightarrow $
$\Rightarrow \frac{3}{8}\int{\left( \frac{8{{x}^{3}}}{2{{x}^{4}}-5} \right)dx}\Rightarrow $
$\Rightarrow \frac{3}{8}\int{\frac{du}{U}=\frac{3}{8}.\ln \left( u \right)}+C\Rightarrow $
Logo:
$\Rightarrow \frac{3}{8}\int{\left( \frac{8{{x}^{3}}}{2{{x}^{4}}-5} \right)dx}=\frac{3}{8}.\ln \left( 2{{x}^{4}}-5 \right)+C$
$d)f\left( x \right)=10x~sen~\left( {{x}^{2}}-7 \right)\Rightarrow \int{10x~sen~\left( {{x}^{2}}-7 \right)dx\Rightarrow }$
$\Rightarrow \int{\frac{2}{2}.\frac{3}{3}.\frac{8}{3}~{{e}^{4x}}}~dx\Rightarrow \int{\frac{2}{3}.4~{{e}^{4x}}}~dx\Rightarrow $
$\Rightarrow \frac{2}{3}\int{4~{{e}^{4x}}}~dx\Rightarrow $
$\Rightarrow \frac{2}{3}{{\int{e}}^{U}}du=\frac{2}{3}{{e}^{U}}+C$
Logo:
$\Rightarrow \frac{2}{3}\int{4~{{e}^{4x}}}~dx=\frac{2}{3}{{e}^{4x}}+C$
$\Rightarrow \frac{3}{8}\int{\left( \frac{8{{x}^{3}}}{2{{x}^{4}}-5} \right)dx}\Rightarrow $
$\Rightarrow \frac{3}{8}\int{\frac{du}{U}=\frac{3}{8}.\ln \left( u \right)}+C\Rightarrow $
Logo:
$\Rightarrow \frac{3}{8}\int{\left( \frac{8{{x}^{3}}}{2{{x}^{4}}-5} \right)dx}=\frac{3}{8}.\ln \left( 2{{x}^{4}}-5 \right)+C$
$d)f\left( x \right)=10x~sen~\left( {{x}^{2}}-7 \right)\Rightarrow \int{10x~sen~\left( {{x}^{2}}-7 \right)dx\Rightarrow }$
U=x2-7
du=2x
$\Rightarrow \int{\frac{5}{5}.10x~sen~\left( {{x}^{2}}-7 \right)dx\Rightarrow }\int{\frac{5}{1}.2x~sen~\left( {{x}^{2}}-7 \right)dx\Rightarrow }$
$\Rightarrow 5\int{2x~sen~\left( {{x}^{2}}-7 \right)dx\Rightarrow }$
$\Rightarrow 5\int{sen\left( U \right)}~du=-5\cos \left( U \right)+C$
Logo:
$\Rightarrow 5\int{2x~sen~\left( {{x}^{2}}-7 \right)dx}=-5\cos \left( {{x}^{2}}-7 \right)+C$
$e)f\left( x \right)=\frac{8}{3}~{{e}^{4x}}\Rightarrow \int{\frac{8}{3}~{{e}^{4x}}}~dx$
U=4x
$\Rightarrow 5\int{2x~sen~\left( {{x}^{2}}-7 \right)dx\Rightarrow }$
$\Rightarrow 5\int{sen\left( U \right)}~du=-5\cos \left( U \right)+C$
Logo:
$\Rightarrow 5\int{2x~sen~\left( {{x}^{2}}-7 \right)dx}=-5\cos \left( {{x}^{2}}-7 \right)+C$
$e)f\left( x \right)=\frac{8}{3}~{{e}^{4x}}\Rightarrow \int{\frac{8}{3}~{{e}^{4x}}}~dx$
U=4x
du=4
$\Rightarrow \int{\frac{2}{2}.\frac{3}{3}.\frac{8}{3}~{{e}^{4x}}}~dx\Rightarrow \int{\frac{2}{3}.4~{{e}^{4x}}}~dx\Rightarrow $
$\Rightarrow \frac{2}{3}\int{4~{{e}^{4x}}}~dx\Rightarrow $
$\Rightarrow \frac{2}{3}{{\int{e}}^{U}}du=\frac{2}{3}{{e}^{U}}+C$
Logo:
$\Rightarrow \frac{2}{3}\int{4~{{e}^{4x}}}~dx=\frac{2}{3}{{e}^{4x}}+C$
Postagem em formato de vídeo
Para a turma que não está muito afim de ler, segue o link da postagem em formato de vídeo:
Referências
- Notas de Cálculo Integral e Diferencial, Pedro Coelho, Santos, São Paulo, 2011.
- Notas de aula de Cálculo Integral e Diferencial, Prof. Carlos Lúcio Benjamin, São Paulo, 2010.
Sobre o autor
Olá meu nome é Pedro Coelho, eu sou engenheiro químico com Pós Graduação em Engenharia de Segurança do Trabalho e também sou Green Belt em Lean
Six Sigma. Além disso, eu estou estudando Engenharia Civil, e em parte de minhas horas vagas me dedico a escrever artigos aqui no ENGQUIMICASANTOSSP, para ajudar estudantes de Engenharia Química e de áreas correlatas. Se você está curtindo essa postagem, siga-nos através de nossas paginas nas redes sociais e compartilhe com seus amigos para eles curtirem também :)
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