Enunciado

Calcule a integral.

∫ 0 π 4 sec ⁡ θ tan ⁡ θ d θ

Passo 1

Fala aí, tudo certinho? Nesse exercício, temos que calcular o valor da integral definida

∫ 0 π 4 sec ⁡ θ tan ⁡ θ d θ .

Para isso, vamos usar a Parte 2 do Teorema Fundamental do Cálculo.

🤔 Mas o que essa Parte 2 do Teorema Fundamental diz mesmo?

Bem, ele diz que se quisermos calcular a integral definida de uma função contínua em um intervalo é suficiente calcular a diferença dos valores de uma primitiva nos extremos do intervalo.

Em termos formais: Se F é uma primitiva de f , ou seja, se F ' = f , então

∫ a b f θ d θ = F θ ​ a b =   F b - F a .

Observe que no nosso caso, temos que a = 0 , b = π 4 e

f θ = sec ⁡ θ tan ⁡ θ .

Então, precisamos apenas encontrar uma primitiva F da função f   e fazer as contas necessárias, beleza? Pra isso, vamos lembrar da derivada da secante:

sec ' ⁡ θ = sec ⁡ θ tan ⁡ θ .

Já temos tudo o que precisamos, vamos calcular essa integral 🤓?

Passo 2

Como vimos no Passo anterior, temos que

sec ' ⁡ θ = sec ⁡ θ tan ⁡ θ = f θ ,

logo, a função

F θ = sec ⁡ θ .

é uma primitiva da função 𝑓.

Pela Parte 2 do Teorema Fundamental, temos que

∫ 0 π 4 f θ   d θ = F π 4 - F 0 .

Mas como

F π 4 = sec ⁡ π 4 = 2

e

F 0 = sec ⁡ 0 = 1 ,

então o valor da integral é

∫ 0 π 4 sec ⁡ θ tan ⁡ θ d θ = 2 - 1 .  

Resposta

O valor da integral é

∫ 0 π 4 sec ⁡ θ tan ⁡ θ d θ = 2 - 1 .

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