Enunciado

Calcule a integral fazendo a substituição dada.

∫ 4 1 + 2 x 3   d x , u = 1 + 2 x

Passo 1

Pessoal nessa questão devemos usar a Regra da Substituição para resolver a seguinte integral:

∫ 4 1 + 2 x 3   d x

Sendo que já nos foi dado qual substituição usar.

u = 1 + 2 x

Dessa forma, basta realizarmos a substituição.

Encontrar a diferencial de u derivando-o:

d u d x = u '

E então fazendo que:

d u = u ' d x

E portanto que:

d x = d u u '

E dessa forma, substituir a diferencial de x da integral.

Por fim, basta resolver a integral e desfazer a substituição.

Passo 2

Bem, aqui vamos usar a Regra da Substituição, e já nos foi dada qual substituição usar, então mãos a massa, vamos fazer uma mudança de variável para encontrar o valor dessa integral:

u = 1 + 2 x

Vamos agora achar diferencial de u , derivando:

d u = 0 + 2   d x

d u = 2   d x

d x = d u 2

Vamos agora fazer a substuição:

∫ 4 1 + 2 x 3   d x = ∫ 4 u 3 d u 2 = ∫ 2 u 3   d u

Agora fica simples de resolver, vamos lá.

Passo 3

Agora é fácil achar as primitivas da função, usando duas expressões da Tabela de Integrais Indefinidas:

∫ c f x d x = c ∫ f x d x

∫ x n d x = x n + 1 n + 1 + C   n ≠ - 1

Agora é só aplicar:

∫ 2 u 3   d u = 2 ∫ 1 u 3 d u

= 2 ∫ u - 3 d u

= 2 ∙ u - 3 + 1 - 3 + 1

= 2 ∙ u - 2 - 2

= - 1 u 2 + C

Passo 4

Calma, não terminou ainda, não esqueça de voltar para a variável x , é só substituir de volta o que você usou no começo, no caso aqui foi u = 1 + 2 x :

∫ 4 1 + 2 x 3   d x = - 1 u 2 + C

∫ 4 1 + 2 x 3   d x = - 1 1 + 2 x 2 + C

Resposta

∫ 4 1 + 2 x 3   d x = - 1 1 + 2 x 2 + C

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