Enunciado

Calcule a integral indefinida.

∫ 1 + 4 x 1 + x + 2 x 2 d x

Passo 1

Fala aí! tudo certinho?

Nesse problema temos que calcular a integral:

∫ 1 + 4 x 1 + x + 2 x 2 d x

Tem ideia de como fazemos isso?

Perceba que tentar simplificar essa função da integral vai ser quase impossivel e dessa forma como está não sabemos calcular a integral.

Então para facilitar nossa vida podemos usar o método de substituição.

Esse método consiste em fazer uma mudança de variáveis do tipo:

∫ f x d x → ∫ g u d u

A ideia é substituir parte de f x para chamar de u e derivar u em relação a x para obter d u e montar nossa integral.

Encontrar a substituição correta depende da nossa sagacidade em conseguir visualizar como podemos simplificar a integral... então quanto mais questões fizermos, melhor vai ser.

Veja só!

Passo 2

Nossa função de integração é dada por:

f x = 1 + 4 x 1 + x + 2 x 2

Se chamarmos o conteúdo dentro da raiz de u , vamos obter:

u = 1 + x + 2 x 2

Derivando em relação a x pela regra da potência:

d u d x = 1 + 4 x

Isolando d x em um lado da igualdade...

d x = d u 1 + 4 x

Agora temos que substituir u e d x na integral.

∫ 1 + 4 x 1 + x + 2 x 2 d x → ∫ 1 + 4 x u d u 1 + 4 x

Perceba que podemos simplificar 1 + 4 x !

∫ 1 u d u

∫ u - 1 2 d u

Tranquilo até aqui?

Passo 3

Assim podemos aplicar a regra da potência para calcular a integral.

∫ a x n d x = a x n + 1 n + 1 + C

Resolvendo nossa integral com essa regra:

∫ u - 1 2 d u = u - 1 2 + 1 - 1 2 + 1 + C = u 1 2 1 2 + C

∫ u - 1 2 d u = 2 u 1 2 + C

Não podemos deixar o resultado em função de u , então temos que voltar u para 1 + x + 2 x 2 .

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

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

É isso! O que achou? Responde Aí!

Resposta

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

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