Enunciado

Calcule a integral indefinida.

∫ x a ⋅ b + c ⋅ x a + 1 d x ,     c ≠ 0 , a ≠ - 1

Passo 1

Fala aí! tudo certinho?

Nesse problema temos que calcular a integral:

∫ x a b + c x a + 1 d x

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 x = x a b + c x a + 1

Podemos chamar a função dentro da raiz de u .

u = b + c x a + 1

Assim, derivando em relação a x pela regra da potência:

d u d x = c a + 1 x a

Isolando d x em um lado da igualdade:

d x = 1 c a + 1 x a d u

Com isso, substituindo b + c x a + 1 e d x na nossa integral, vamos obter:

∫ x a b + c x a + 1 d x → ∫ x a u 1 c a + 1 x a d u

Simplificando x a ...

1 c a + 1 ∫ u 1 2 d u

Tranquilo até aqui?

Passo 3

Percebeu que transformamos uma integral extremamente complexa 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 c a + 1 ∫ u 1 2 d u = 1 c a + 1 u 1 2 + 1 1 2 + 1 + C = 1 c a + 1 u 3 2 3 2 + C

1 c a + 1 ∫ u 1 2 d u = 2 3 c a + 1 u 3 2 + C

Não podemos deixar o resultado em função de u , então voltamos para b + c x a + 1 .

∫ x a b + c x a + 1 d x = 2 3 c a + 1 b + c x a + 1 3 2 + C

É isso! Entendeu tudo? Responde Aí!

Resposta

∫ x a b + c x a + 1 d x = 2 3 c a + 1 b + c x a + 1 3 2 + C

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