Enunciado

25-28. Use o Teorema 5.5 . 4 e fórmulas apropriadas de Geometria para calcular as integrais.

28 . ∫ - 3 0 2 + 9 - x 2 d x

Passo 1

Utilizamos essas propriedades aqui:

∫ a b f x + g ( x ) d x = ∫ a b f x d x + ∫ a b g ( x ) d x

∫ a b c f x d x = c ∫ a b f x d x

E usaremos o fato de que a área é igual a integral.

Então vamos lá

Passo 2

Vamos começar quebrando essa integral.

∫ - 3 0 2 + 9 - x 2 d x = ∫ - 3 0 2 d x + ∫ - 3 0 9 - x 2 d x

Então precisaremos desenhar o gráfico de y = 2 destacando o intervalo de - 3 a 0 .

Temos que calcular a área do retângulo em vermelho

A área do retângulo é dada pelo produto da base vezes a altura

A = b a s e × a l t u r a

A base vai de - 3 até 0   então tem comprimento igual a 3 .

A altura vai de 0 até 2 , então tem comprimento igual a 2 .

A = 3 × 2 = 6

∫ - 3 0 2 d x = 6

Agora vamos deixar para o passo 3, o cálculo da integral:

∫ - 3 0 9 - x 2 d x

Passo 3

Agora precisamos desenhar o gráfico de y = 9 - x 2 , destacando o intervalo de - 3   a 0 .

Temos que calcular a área desse 1 / 4 de circunferência de raio igual a 4 , a área da circunferência inteira é dada por A = π r 2 , então a de ¼ é:

A = π r 2 4

Então, temos:

A = π 3 2 4 = 9 π 4

Então voltando para a integral.

∫ - 3 0 9 - x 2 d x = 9 π 4

Então resumindo, temos que:

∫ - 3 0 2 d x = 6

∫ - 3 0 9 - x 2 d x = 9 π 4

E voltando para a integral inicial, temos:

∫ - 3 0 2 + 9 - x 2 d x = 6 + 9 π 4 = 24 4 + 9 π 4 = 24 + 9 π 4

∫ - 3 0 2 + 9 - x 2 d x = 24 + 9 π 4

Resposta

∫ - 3 0 2 + 9 - x 2 d x = 24 + 9 π 4

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