Enunciado

Calcule a integral indefinida.

∫ s e n x 1 + cos 2 ⁡ x d x

Passo 1

Fala aí! tudo certinho?

Nesse problema temos que calcular a integral:

∫ s e n x 1 + cos 2 ⁡ x 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 = s e n x 1 + cos 2 ⁡ x

Como a derivada do cos ⁡ x é - sin ⁡ x , vamos usar cos ⁡ x como u .

u = cos ⁡ x

Derivando em relação a x .

d u d x = - sin ⁡ x

Isolando d x em um lado da igualdade.

d x = 1 - sin ⁡ x d u

E agora substituímos cos ⁡ x e d x na integral do problema:

∫ sin ⁡ x 1 + cos 2 ⁡ x d x → ∫ sin ⁡ x 1 + u 2 1 - sin ⁡ x d u

Perceba que podemos simplificar sin ⁡ x ...

- ∫ 1 1 + u 2 d u

Tranquilo até aqui?

Passo 3

Viu que conseguimos transformar uma integral extremamente difícil em uma integral consideravelmente mais simples?

Para resolvê-la vamos lembrar do TFC:

∫ 1 1 + x 2 d x = arctan ⁡ x + C

Com isso, nossa integral é dada por:

- ∫ 1 1 + u 2 d u = - arctan ⁡ u + C

Porém não podemos deixar o resultado em função de u então temos que voltar para cos ⁡ x .

∫ sin ⁡ x 1 + cos 2 ⁡ x d x = - arctan ⁡ cos ⁡ x + C

É isso! Entendeu tudo? Responde Aí!

Resposta

∫ sin ⁡ x 1 + cos 2 ⁡ x d x = - arctan ⁡ cos ⁡ x + C

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Calcule a integral definida abaixo:int_0^(ln 9) e^(theta) (e^(theta) - 1)^((1)/(2)) d theta
Calcule a integral definida abaixo:int_0^((pi)/(4)) cos^2 (4 t - (pi)/(4)) d t
Calcule a integral definida abaixo:int_0^(ln 5) e^r (3 e^r + 1)^(- (3)/(2)) d r
Calcule a integral definida abaixo:int_((1)/(8))^1 x^(- (1)/(3)) (1 - x^((2)/(3)))^((3)/(2)) d x
Calcule a integral definida abaixo:int_0^((pi)/(4)) (sec^2 (x))/((1 + 7 t g (x))^((2)/(3))) d x