Enunciado

Calcule a integral indefinida.

∫ x + 1 2 x + x 2   d x

Passo 1

Eaee, belezinha?? Bom... queremos calcular a seguinte integral indefinida:

∫ x + 1 2 x + x 2   d x

Bem... aqui vamos usar a Regra da Substituição, então mãos a massa!!

Para isso temos que chamar algo de u , repare que temos uma multiplicação de duas funções, qual será a nossa u ?

A mais complicada! Então chamaremos tudo que está dentro dos parênteses de u , em seguida derivamos u em função de x , para encontrar d u . Lembre-se que queremos facilitar, então a intenção é que todo nosso resto da função seja o d u , às vezes precisamos dar uma manipuladinha, vamos ter algo assim:

∫ u ⋅ a d u

Onde a é uma constante que vamos descobrir quando derivarmos u .

Para revolver essa integral, vamos usar a tabela de primitivas:

Depois de resolvida, temos que voltar u para seu valor original!

Agora bora aplicar!! 😉

Passo 2

Vamos fazer uma mudança de variável, chamando tudo que está dentro dos parênteses de u :

u = 2 x + x 2

Vamos agora achar a derivada de u ,

d u = u ' = 2 x + x 2 '

Derivando e isolando o 2 .

d u = 2 + 2 x d x = 2 1 + x d x

Comparando com a nossa integral original:

∫ x + 1 2 x + x 2   d x = ∫ 2 x + x 2   x + 1 d x

Percebe que temos algo muito próximo do que está dentro dos colchetes? Então podemos dar uma arrumadinha para ficar idêntico, note que só precisamos passar o 2 dividindo:

1 + x d x = d u 2

Agora vamos reescrever nossa integral:

∫ x + 1 2 x + x 2   d x = ∫ u 2 d u

Agora fica simples de resolver, vamos lá.

Passo 3

Agora é fácil achar as primitivas da função, usando uma expressão da Tabela de Integrais do passo 1:

Reescrevendo nossa integral para facilitar:

∫ u 2 d u = ∫ u 1 2 2 d u

Colocar o 1 2 para fora da integral:

∫ u 2 d u = 1 2 ∫ u 1 2 d u

Aplicando a primitiva da potência:

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

Primeiro substituímos:

∫ x + 1 2 x + x 2   d x = ∫ u 2 d u

Encontramos a primitiva:

∫ x + 1 2 x + x 2   d x = u 3 2 3 + C

E agora voltamos para o valor de x :

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

Prontinho, já temos a nossa resposta!

Entendeu? Responde Aí!

Resposta

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

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