Enunciado

1-26. Calcule a integral.

23. int_(sqrt(2))^2 (d x)/(x^2 sqrt(x^2 - 1))

Passo 1

Então galera, para resolvermos essa integral vamos utilizar a seguinte substituição trigonométrica:

x = a . sec theta

Pois a raíz que aparece pra nós é do tipo:

sqrt(x^2 - a^2)

Comparando a raíz da nossa integral, que é sqrt(x^2 - 1) com a raíz acima, teremos que:

a = 1

Logo:

x = sec theta

E disso tiramos que:

d x = sec theta tan theta d theta

Passo 2

Substituindo os valores encontrados na nossa integral, teremos:

int_(sqrt(2))^2 (d x)/(x^2 sqrt(x^2 - 1)) = int_(sqrt(2))^2 (sec theta tan theta)/(sec^2 theta sqrt(sec^2 theta - 1)) d theta

Mas o que seria esse ( sec^2 theta - 1 ) ? Da trigonometria temos o seguinte:

sec^2 theta - 1 = tan^2 theta

Então:

int_(sqrt(2))^2 (sec theta tan theta)/(sec^2 theta sqrt(sec^2 theta - 1)) d theta = int_(sqrt(2))^2 (sec theta tan theta)/(sec^2 theta tan theta) d theta

Simplificando, teremos:

int_(sqrt(2))^2 (sec theta tan theta)/(sec^2 theta tan theta) d theta = int_(sqrt(2))^2 (1)/(sec theta) d theta = int_(sqrt(2))^2 cos theta d theta

Que é uma integral bastaaante simples e já conhecida, não é mesmo? Seu resultado é:

int_(sqrt(2))^2 cos theta d theta = [s e n theta] (2)/(sqrt(2))

Passo 3

Beleza galera, encontramos nossa integral, mas em termos de theta e queremos em termos de x . Da substituição trigonométrica que fizemos, tiramos que:

s e n theta = (sqrt(x^2 - 1))/(x)

Substituindo no nosso resultado, teremos:

[s e n theta] (2)/(sqrt(2)) = [(sqrt(x^2 - 1))/(x)] (2)/(sqrt(2))

Aplicando os intervalos de integração:

[(sqrt(x^2 - 1))/(x)] (2)/(sqrt(2)) = ((sqrt(3) - sqrt(2)))/(2)

:. int_(sqrt(2))^2 (d x)/(x^2 sqrt(x^2 - 1)) = ((sqrt(3) - sqrt(2)))/(2)

E esse é o nosso resultado, galera!

Resposta

int_(sqrt(2))^2 (d x)/(x^2 sqrt(x^2 - 1)) = ((sqrt(3) - sqrt(2)))/(2)

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d)int c o s (x) sen (2 x) d x
g)int c o s (x) * c o s (2 x) * c o s ( 3 x ) d x
f)int s e n (x) * s e n (2 x) * s e n ( 3 x ) d x