Enunciado

Calcule a integral indefinida.

∫ y 3 ⋅ 2 y 4 - 1 d y

Passo 1

Fala aí! tudo certinho?

Nesse problema temos que calcular a integral:

∫ y 3 ⋅ 2 y 4 - 1 d y

Tem ideia de como fazemos isso?

Perceba que na forma como está a função da integral não vamos saber calcular essa 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 y = y 3 2 y 4 - 1

Então vamos chamar a parte dentro da raiz de u .

u = 2 y 4 - 1

Assim, derivando em relação a y pela regra da potência.

d u d y = 8 y 3

Isolando d y em um lado da igualdade.

d y = 1 8 y 3 d u

Agora temos que substituir 2 y 4 - 1 e d y na nossa integral.

∫ y 3 2 y 4 - 1 d y → ∫ y 3 u 1 8 y 3 d u

Simplificando y 3 , temos:

1 8 ∫ u 1 2 d u

Tranquilo até aqui?

Passo 3

Viu que a gente conseguir transformar uma integral complicadíssima em uma integral simples?

Para resolvê-la basta aplicarmos a regra da potência.

∫ a x n d x = a x n + 1 n + 1 + C

Ou seja:

1 8 ∫ u 1 2 d u = 1 8 u 1 2 + 1 1 2 + 1 + C = 1 8 u 3 2 3 2 + C

1 8 ∫ u 1 2 d u = 1 12 u 3 2 + C

Não podemos deixar o resultado em função de u , então temos que voltar u para 2 y 4 - 1 .

∫ y 3 2 y 4 - 1 d y = 1 12 2 y 4 - 1 3 2 + C

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Resposta

∫ y 3 2 y 4 - 1 d y = 1 12 2 y 4 - 1 3 2 + C

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