• Matéria: Matemática
  • Autor: jandervanf
  • Perguntado 3 anos atrás

Nos problemas seguintes, calcule a integral definida dada usando o teorema
fundamental do cálculo.

Anexos:

Respostas

respondido por: lordCzarnian9635
6

Respostas de cada item:

  • a) 3π
  • b) 0
  • c) 28/3
  • d) 1/3
  • e) 7/2

Pelo Teorema Fundamental do Cálculo, tem-se que:

\text{$\displaystyle\int^b_af(x)~dx=F(x)\Big|^b_a=F(b)-F(a)$}

Onde F(x) é a primitiva de f(x), dentro do intervalo variando de a até b.

Em integrais definidas, geralmente calculamos a integral indefinida para depois por em prática esse teorema.

Item a)

\displaystyle\int\limits^1_{-\,2}\pi~dx

Não há muito o que fazer aqui; por ser a integral de uma constante temos:

\displaystyle\int\pi~dx=\pi x+c

Sendo πx a primitiva de π e ''c'' a constante, pensando na família de derivadas (lembrando que desconsideramos a constante ao calcular a integral definida). Daí, pelo teorema:

\text{$\displaystyle\int\limits^1_{-\,2}\pi~dx=\pi x\Big|^1_{-\,2}=\pi\cdot1-\pi\cdot(-\,2)$}

\displaystyle\int\limits^1_{-\,2}\pi~dx=\pi+2\pi

\boxed{\displaystyle\int\limits^1_{-\,2}\pi~dx=3\pi}

Item b)

\displaystyle\int\limits^4_15-2t~dt

Pelas propriedades:

\displaystyle\int5-2t~dt

\displaystyle\int5~dt-\displaystyle\int2t~dt

\displaystyle\int5~dt-2\displaystyle\int t~dt

5t+c_1-\dfrac{2t^2}{2}+c_2

5t-t^2+C

Daí, pelo teorema:

\text{$\displaystyle\int\limits^4_15-2t~dt=5t-t^2\Big|^4_1=5\cdot4-4^2-(5\cdot1-1^2)$}

\text{$\displaystyle\int\limits^4_15-2t~dt=20-16-(5-1)$}

\text{$\displaystyle\int\limits^4_15-2t~dt=4-4$}

\boxed{\displaystyle\int\limits^4_15-2t~dt=0}

Item c)

\displaystyle\int\limits^4_12\sqrt{u}~du

Aplicando a propriedade:

\displaystyle\int2\sqrt{u}~du

2\displaystyle\int\sqrt{u}~du

2\displaystyle\int u^{\frac{1}{2}}~du

Pela regra da potência, tem-se:

2\cdot\dfrac{u^{\frac{1}{2}+1}}{\frac{1}{2}+1}+2c

2\cdot\dfrac{u^{\frac{1+2}{2}}}{\frac{1+2}{2}}+2c

2\cdot\dfrac{u^{\frac{3}{2}}}{\frac{3}{2}}+2c

\dfrac{4u^{\frac{3}{2}}}{3}+2c

Aplicando o teorema:

\text{$\displaystyle\int\limits^4_12\sqrt{u}~du=\dfrac{4u^{\frac{3}{2}}}{3}\:\Bigg|^4_1=\dfrac{4\cdot4^{\frac{3}{2}}}{3}-\dfrac{4\cdot1^{\frac{3}{2}}}{3}$}

\displaystyle\int\limits^4_12\sqrt{u}~du=\dfrac{4^{\frac{3}{2}+1}}{3}-\dfrac{4\cdot1}{3}

\displaystyle\int\limits^4_12\sqrt{u}~du=\dfrac{4^{\frac{3+2}{2}}}{3}-\dfrac{4}{3}

\displaystyle\int\limits^4_12\sqrt{u}~du=\dfrac{(2^2)^\frac{5}{2}-4}{3}

\displaystyle\int\limits^4_12\sqrt{u}~du=\dfrac{2^{\frac{2\cdot5}{2}}-4}{3}

\displaystyle\int\limits^4_12\sqrt{u}~du=\dfrac{2^5-4}{3}

\displaystyle\int\limits^4_12\sqrt{u}~du=\dfrac{32-4}{3}

\boxed{\displaystyle\int\limits^4_12\sqrt{u}~du=\dfrac{28}{3}}

Item d)

\displaystyle\int\limits^9_4x^{-\frac{3}{2}}~dx

Aqui não há o que se fazer se não aplicar a regra da potência:

\dfrac{x^{-\frac{3}{2}+1}}{-\frac{3}{2}+1}+c

\dfrac{x^{-\frac{3+2}{2}}}{-\frac{3+2}{2}}+c

\dfrac{x^{-\frac{1}{2}}}{-\frac{1}{2}}+c

-\dfrac{2}{x^\frac{1}{2}}+c

Daí, pelo teorema:

\text{$\displaystyle\int\limits^9_4x^{-\frac{3}{2}}~dx=-\dfrac{2}{x^\frac{1}{2}}\Bigg|^9_4=-\dfrac{2}{9^\frac{1}{2}}-\bigg(\!\!-\dfrac{2}{4^\frac{1}{2}}\bigg)$}

\displaystyle\int\limits^9_4x^{-\frac{3}{2}}~dx=-\dfrac{2}{(3^2)^\frac{1}{2}}+\dfrac{2}{(2^2)^\frac{1}{2}}

\displaystyle\int\limits^9_4x^{-\frac{3}{2}}~dx=-\dfrac{2}{3}+\dfrac{2}{2}

\displaystyle\int\limits^9_4x^{-\frac{3}{2}}~dx=-\dfrac{2}{3}+\dfrac{3}{3}

\displaystyle\int\limits^9_4x^{-\frac{3}{2}}~dx=-\dfrac{2+3}{3}

\boxed{\displaystyle\int\limits^9_4x^{-\frac{3}{2}}~dx=\dfrac{1}{3}}

Item e)

\displaystyle\int\limits^0_{-\,1}-\,3x^5-3x^2+2x+5~dx

Pela propriedade:

\displaystyle\int-\,3x^5-3x^2+2x+5~dx

\displaystyle\int-\,3x^5~dx-\displaystyle\int3x^2~dx+\displaystyle\int2x~dx+\displaystyle\int5~dx

-\,3\displaystyle\int x^5~dx-3\displaystyle\int x^2~dx+2\displaystyle\int x~dx+\displaystyle\int5~dx

-\dfrac{3x^6}{6}+c_1-\dfrac{3x^3}{3}+c_2+\dfrac{2x^2}{2}+c_3+5x+c_4

-\dfrac{x^6}{2}-x^3+x^2+5x+C

E por fim, aplicando a teorema:

\text{$\displaystyle\int\limits^0_{-\,1}-\,3x^5-3x^2+2x+5~dx=-\dfrac{x^6}{2}-x^3+x^2+5x\Bigg|^0_{-\,1}$}\text{$=-\dfrac{0^6}{2}-0^3+0^2+5\cdot0-\bigg(\!\!-\dfrac{(-\,1)^6}{2}-(-\,1)^3+(-\,1)^2+5\cdot(-\,1)\bigg)$}

\text{$\displaystyle\int\limits^0_{-\,1}-\,3x^5-3x^2+2x+5~dx=-\dfrac{0}{2}-0+0+0+\dfrac{(1)}{2}+(-\,1)-(1)-(-\,5)$}

\displaystyle\int\limits^0_{-\,1}-\,3x^5-3x^2+2x+5~dx=0+\dfrac{1}{2}-1-1+5

\displaystyle\int\limits^0_{-\,1}-\,3x^5-3x^2+2x+5~dx=\dfrac{1}{2}+3

\displaystyle\int\limits^0_{-\,1}-\,3x^5-3x^2+2x+5~dx=\dfrac{1+6}{2}

\boxed{\displaystyle\int\limits^0_{-\,1}-\,3x^5-3x^2+2x+5~dx=\dfrac{7}{2}}

Bons estudos e um forte abraço. — lordCzarnian9635.


jandervanf: Como faço pra te mandar?
jandervan03: Eu postei a pergunta
jandervan03: Se tiver uma maneira de te mandar seria bom
jandervan03: Tipo e-mail
lordCzarnian9635: Não precisa, postando está ótimo. : )
jandervanf: tipo eu reformulei aquela que ce respondeu poderia verificar de novo por gentileza
lordCzarnian9635: Entendi, o seu problema pede no intervalo [1 , 5]. Se for o caso eu edito a que eu havia respondido.
jandervanf: isso mano
jandervanf: seria de enorme ajuda
lordCzarnian9635: Alteração feita. :D
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