Enunciado

  1. Complete o quadrado, faça uma substituição u adequada e, então, use a Tabela de Integrais para calcular a integral. (b) Se o leitor dispuser de um CAS, use-o para calcular a integral (sem completar quadrados e sem substituições) e, então, confirme que o resultado é equivalente ao de (a).

∫ 3 - 2 x - x 2   d x

Passo 1

Para resolver esse exercício, fazermos as substituições com:

    u = x + 1

d u = d x

Então, podemos acrescentar 1 - 1 no denominador, sem alterar a equação:

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

Podemos reescrever como:

∫ 3 - 2 x - x 2   d x = ∫ - ( x + 1 2 - 4 ) d x

Substituindo em termos de u = x + 1 :

∫ 3 - 2 x - x 2   d x = ∫ - ( u 2 - 4 ) d x = ∫ 4 - u 2 d u

Resolveremos a integral aplicando na seguinte fórmula:

∫ a 2 - u 2   d u = u 2   a 2 - u 2   + a 2 2 arc sen ⁡ u a + C

Susbstituindo na fórmula e se a 2 = 4 , então a = 2 . Temos:

∫ 3 - 2 x - x 2   d x = u 2   4 - u 2   + 4 2 arc sen ⁡ u 2 + C

Substituindo u = x + 1 :

∫ 3 - 2 x - x 2   d x = x + 1 2   4 - ( x + 1 ) 2   + 4 2 arc sen ⁡ ( x + 1 ) 2 + C

Então:

∫ 3 - 2 x - x 2   d x = x + 1 2   4 - ( x + 1 ) 2   + 4 2 arc sen ⁡ ( x + 1 ) 2 + C

Simplificando:

∫ 3 - 2 x - x 2   d x = x + 1 2   3 - 2 x - x 2   + 2 arc sen ⁡ ( x + 1 ) 2 + C

Resposta

∫ 3 - 2 x - x 2   d x = x + 1 2   3 - 2 x - x 2   + 2 arc sen ⁡ ( x + 1 ) 2 + C

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