Enunciado

Calcule a integral.

int (11 x + 17)/(2 x^2 + 7 x - 4) d x

Passo 1

Vamos analisar o denominador, ele pode ser decomposto em:

2 x^2 + 7 x - 4 = 2 (x - (1)/(2)) (x + 4) = (2 x - 1) (x + 4)

Ele então é um produto de fatores lineares distintos, vamos então usar a seguinte fórmula:

(11 x + 17)/(2 x^2 + 7 x - 4) = (11 x + 17)/((2 x - 1) (x + 4)) = (A)/((2 x - 1)) + (B)/(x + 4)

Vamos achar os valores de A e B , vamos multiplicar os lados da equação pelo produto dos denominadores (2 x - 1) (x + 4) :

11 x + 17 = A (x + 4) + B (2 x - 1)

Vamos destrinchar essa expressão agora e isolar os termos do polinômio:

11 x + 17 = A (x + 4) + B (2 x - 1)

11 x + 17 = A x + 4 A + 2 B x - B

11 x + 17 = x (A + 2 B) + (4 A - B)

Passo 2

Temos uma igualdade de polinômios, então valos igualar os coeficientes de x de cada lado, e os termos constantes também, assim vamos ficar com o sistema:

{[[A + 2 B = 11],[4 A - B = 17]])

Isolando A na primeira temos:

A = 11 - 2 B

Agora substituindo isso na segunda temos:

4 A - B = 17 -> 4 (11 - 2 B) - B = 17 -> 44 - 8 B - B = 17 -> - 9 B = 17 - 44 ->

-> - 9 B = - 27 -> B = 3

Temos então que o valor de A é:

A = 11 - 2 B = 11 - 2 * 3 = 11 - 6 = 5

Pronto, achamos os valores de A e B , vamos agora substituir de volta na integral:

int (11 x + 17)/(2 x^2 + 7 x - 4) d x = int (5)/(2 x - 1) + (3)/(x + 4) d x = int (5)/(2 x - 1) d x + int (3)/(x + 4) d x =

= 5 int (1)/(2 x - 1) d x + 3 int (1)/(x + 4) d x

Agora vamos resolver as duas integrais separadamente.

Passo 3

Com a primeira, vamos usar a Regra da Substituição:

u = 2 x - 1

Vamos agora achar diferencial de u , derivando:

d u = 2 - 0 d x = 2 d x

Fazendo a substituição ficamos com:

5 int (1)/(2 x - 1) d x = 5 int (1)/(2 u) d u = (5)/(2) int (1)/(u) d u

Aqui, para achar as primitivas da função, vamos usar essa expressão da Tabela de Integrais Indefinidas:

int (1)/(x) d x = ln |x| + C

Aplicando:

(5)/(2) int (1)/(u) d u = (5)/(2) ln |u| + C

Passo 4

Vamos usar a Regra da Substituição novamente agora na segunda:

v = x + 4

Vamos agora achar diferencial de v , derivando:

d v = 1 + 0 d x = d x

Fazendo a substituição ficamos com:

3 int (1)/(x + 4) d x = 3 int (1)/(v) d v

Aqui, para achar as primitivas da função, vamos usar essa expressão da Tabela de Integrais Indefinidas:

int (1)/(x) d x = ln |x| + C

Aplicando:

3 int (1)/(v) d v = 3 ln |v| + C

Passo 5

Agora é só juntar tudo:

int (11 x + 17)/(2 x^2 + 7 x - 4) d x = 5 int (1)/(2 x - 1) d x + 3 int (1)/(x + 4) d x = (5)/(2) ln |u| + 3 ln |v| + C

Calma, não terminou ainda, não esqueça de voltar para a variável x , é só substituir de volta o que você usou no começo:

int (11 x + 17)/(2 x^2 + 7 x - 4) d x = (5)/(2) ln |u| + 3 ln |v| + C = (5)/(2) ln |2 x - 1| + 3 ln |x + 4| + C

Resposta

int (11 x + 17)/(2 x^2 + 7 x - 4) d x = (5)/(2) ln |2 x - 1| + 3 ln |x + 4| + C

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