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Cálculo A e Solucionário - cala- 7-6, Notas de estudo de Engenharia Mecânica

solucionario

Tipologia: Notas de estudo

2011

Compartilhado em 04/01/2011

andre-quintas-10
andre-quintas-10 🇧🇷

4.9

(4)

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bg1
585
7.6 – EXERCÍCIOS – pg. 325
Nos exercícios de 1 a 23, calcular a integral indefinida.
1. dx
x
x
x
+
2
3
2
( )
Cxxx
Cxx
x
dx
x
x
x
dxx
dx
xx
x
+++=
+
++=
+
+=
+
=
+
=
1ln22
1ln
2
2
1
1
12
1
2
1
2
2
2
23
2.
dx
x
x
x
+
+
2
3
2
12
2
( )
( )
Cxx
Cxx
dx
x
x
dx
x
B
x
A
dx
xx
x
dx
xx
x
+++=
+++=
+
+
=
+
+
=
+
+
=
+
+
=
2ln
5
3
2
1
ln
5
2
2ln
5
3
2
1
ln
10
4
2
56
2
1
54
2
1
2
2
1
2
1
2
2
1
12
2
1
1
2
3
12
2
1
2
3. dx
x
x
x
x
+
4
4
1
23
pf3
pf4
pf5
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pf9
pfa
pfd
pfe
pff
pf12
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pf15
pf16
pf17

Pré-visualização parcial do texto

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7.6 – EXERCÍCIOS – pg. 325

Nos exercícios de 1 a 23, calcular a integral indefinida.

  1. dx x x

x

2

3 2

x x x C

x x C

x

dx x

x

x

xdx dx x x

x

2 2 ln 1

ln 1 2

2

2

3 2

  1. dx x x

x

2

x x C

x x C

dx x x

dx x

B

x

A

dx

x x

x dx

x x

x

ln 2 5

ln 5

ln 2 5

ln 10

2

  1. dx x x x

x

3 2

dx x

C

x

B

x

A

dx x x x

x

Cálculo de A, B e C

( x − 1 ) ≡ A ( x + 1 ) ( x + 2 ) + B ( x − 2 ) ( x + 2 ) + C ( x − 2 )( x + 1 )

A

x A

=^ −
C

x C

B

x B

Assim,

x x x C

dx x x x

I

ln 2 4

ln 1 3

ln 2 12

  1. dx x x x

x

3 2

2

dx

x

C

x

B

x

A

x x x

xdx

3 2

2

Cálculo de A, B e C

2 + − + 

xAx + xBx x C x x

1 ( 8 21 18 ) ( 6 9 ) ( 7 16 12 ) ( 4 4 )

3 2 2 3 2 2

2 2 2 2

x A x x x B x x C x x x Dx x

x Ax x Bx Cx x D x

A B C D
A B C D
A B C D
A C

A = 3 ; B = 1 ; C =− 3 e D = 2

Assim,

C

x x x

x

C

x

x x

x

C

x x

x x

dx x x x x

I

− −

3 ln

3 ln 3 2

3 ln 2

3 ln 3 2. 1

3 ln 2

1 1

2 2

( ) dx x x x x

x

4 3 2

2

dx x

D

x

C

x

B

x

A
I 2 3

Cálculo de A, B, C e D

2 3 2 x + ≡ A x − + Bxx − + C xx − + D x

A =− 2 ; B = 2 ; C =− 1 ; D = 5

Assim,

C

x x x

x

C

x x x

x

C

x x

x x

C

x x

I x x

2

2

2

2

2

ln

2 ln

2 ln 1 2 ln 2

2 ln 1 2 ln 2

3 2 x 4 x

dx

dx x

C

x

B

x

A

2

Cálculo de A, B e C

2 1 ≡ Ax x − 4 + Bx − 4 + Cx

x = 0 → 1 =− 4 BB =−^1

x = 4 → 1 = 16 CC =^1

A + C = 0 ∴ A =−^1

Assim,

ln 16

ln 4 16

ln 16

ln 4 16

ln 16

1

2

C

x x

x

x C x

x

x C

x x

dx x x x

I

  1. dx x

x x

2

3 2

C

x x x arctg

C

x x x arctg

C

x x x arctg

x x

dx x x

x x

dx dx x x

x

x x

dx dx x x

x

x x

dx

x x

xdx

ln 1 2

ln 1 2

ln 1 2

ln 1 2

2

2

2

2

2

2 2

2 2

2 2

3 x

dx

( ) ( )

dx x x

Bx C

x

A

x x x

dx

2

2

Cálculo de A, B e C

1 ( 2 4 ) ( ) ( 2 )

2 ≡ A xx + + Bx + C x +

A C
A B C
A B
A = ;

B = e 3

C =

Assim,

C

x x x x arctg

x x

dx

x x

x dx x

x x

dx dx x x

x x

dx x x

dx x x

x x

dx x x

x

x

dx I

ln 2 4 24

ln 2 12

ln 2 12

ln 2 12

ln 2 12

2

2 2

2 2

2 2

2

dx x x

x

2 2 2 3

( ) [( ) ]

C

x arctg x x

x

x x

dx

x x

x

x x

x x

dx

x x

x x x

x

dx

x x

x

x x

dx

x x

x

2

2 2 2

2 2

2 1

2 2 2 2

2 2 2 2

2 2 xx x 1

dx

dx x x

Dx E

x x

Bx C

x

A

(^22) (^11)

Cálculo de A, B, C, D e E.

1 ≡ A ( x − x + 1 ) +( Bx + C ) x ( x − x + 1 ) +( Dx + E ) x

2 2 2

x = 0 → 1 = A

≡ A ( x − x + x − x + ) +( Bx + C ) ( x − x + x ) + Dx + Ex

4 3 2 3 2 2 1 2 3 2 1

A B C D
A C D
A B C D
A B C
A =^4 ; B =− 4 ;
C =^68 ;
D =^16

Assim,

C

x x x x x

x

dx

x

dx

x

dx

x

dx I x

ln 2 9

ln 1 4 ln 2 9

1

2

dx

x x

x

2

2

x x x C

dx C x x

x

dx

x

B

x

A

dx

dx

x x

x

x x

xdx dx

x x

x

I

ln 45

ln 10

2

2

2

2

2

x + x

dx

9

2

x^ (^ x )^ C

x x C

dx x

x dx x

dx x

Bx C

x

A
^ +

ln 9 2

ln 9

ln 9 2

ln 9

2

2

2

2

( ) ( )

2 2 x x

dx

dx x

Cx D dx x

Ax B

2 2

Calculando A,B,C, e D:

1 ( ) ( 4 ) ( ) ( 1 )

2 2 ≡ Ax + B x + + Cx + D x +

B D
A C
B D
A C
A = 0 ;
B =^1 ; C = 0 ;
D =−^1

Assim,

C

x arctgx arctg

C

x arctgx arctg

dx x

dx x

I

2 2

  1. dx x

x x x

3

3 2

dx x x

Bx C

x

A

dx x

x x dx x

x x x

2

3

2

3

3 2

( )

( )

C

x

x

C

x x

dx x

x dx x

x I

ln 2 2

ln 2 2

2

2

2 1 2

2 2 2

xx + xx

dx 4 3 2 3 3

4 3 2 2 3 (^33111)

− + − x

D

x

C

x

B

x

A

x x x x

Calculando A,B,C e D

1 ≡ A ( x − 1 ) + Bx ( x − 1 ) + Cx ( x − 1 ) + Dx

3 2

x D D

x A A

B A B
A B
3 A + B − C + D = 0 ∴ C =− 1

Assim,

C

x x x

x

C

x x x x

dx x x x x

I

− −

2

1 2

2 3

ln

ln ln 1

2 2 x 1 x 1

xdx

2 2 2 1 1 1 1 1 + 1

− + x

D

x

C

x

B

x

A

x x

x

Calculando A,B,C e D

x A ( x x x x x ) Bx Bx B C ( x x x x x ) Dx Dx D

x A x x Bx Cx x Dx

3 2 2 2 3 2 2 2

2 2 2 2

A B C D
A B C D
A B C D
A C
A = 0 , B = 1 / 4 , C = 0 , D =− 1 / 4

Assim,

C

x x

C

x x

dx x x

I

− −

1 1

2 2

( ) ( )

dx x x

x x

1 1

(^22)

2

( 1 ) ( 1 ) 1 ( 1 ) 1

2 2 2 2

2

x

Cx D

x

B

x

A

x x

x x

Calculando A,B,C e D

( ) ( ) ( ) ( ) ( )

2 2 2 2 x + 2 x − 1 ≡ Ax − 1 x + 1 + Bx + 1 + Cx + D x − 1

x = 1 → 2 = 2 BB = 1

x + 2 x − 1 ≡ A ( x + xx − 1 ) + Bx + B + Cx − 2 Cx + Cx + Dx − 2 Dx + D

2 3 2 2 3 2 2

A B D
A C D
A B C D
A C
A = 1 , B = 1 , C =− 1 , D =− 1

1 2 3

1

x

y

dx x x

dx x x x x

A

3

2

3

2

Fazendo:

x

B

x

A

x x

Calculando A e B:

− 2 ≡ A ( x − 4 ) + B ( x − 1 )

= → − = ∴ =^ −

x A A

x B B

Assim,

x x C

dx x x x x

dx

ln 4 3

ln 1 3

ln 2.. 3

ln 2 3

ln 2 3

ln 1 ln 2 3

ln 2 ln 1 3

ln 4 3

ln 1 3

3

2

u a

A x x

  1. Calcular a área da região sob o gráfico de 2 5

2

x x

y de x =− 2 ate x = 2

A Figura que segue mostra a área.

-2 -1 1 2

x

y

2

2

2

2

2

2

2

2

arctg arctg u a

x arctg

x

dx

x x

dx

− −

  1. Calcular a área da região sob o gráfico

2 −

x x

y de x = 1 ate x = 4

A Figura que segue mostra a área.

  1. Calcular a área da região sob o gráfico de

( )

2 2 3

x

y de x =− 2 ate x = 2

A Figura que segue mostra a área.

-2 -1 1 2

-0.

x

y

( )

2 2 x 3

dx I

( )

2

2

2 2

2

3 sec

3 sec

tg

x tg

dx d

x tg

2 2

2

4 2

2

cos 9

9 sec

9 sec

3 sec

x x

x x arctg

sen C

d

d I d

θ θ

θ θ

θ

θ θ θ

θ

( ) (^ )

2

2

2

2

2 2 2

arctg u a

x

x x arctg x

dx A

− (^) −

  1. Investigar as integrais impróprias

(a)

+∞

(^10) x^2 x 5

dx I

( ) ( ) ( )

( ) ( ) ( )

2

2

2

2 2

(^12)

Ax x Bx C x

x x

Ax x Bx Cx

x

C

x

B

x

A

x x

x x

dx I

x = 5 ⇒ 1 = C. 25 ⇒ C =

x = 0 ⇒ 1 = B. − 5 ⇒ B =−

A
A
A
A

x A B C