Enunciado

Cálculo - Cálculo Volume 1 - 6ª Edição - James Stewart- Ed: 6º - Capítulo 7.8 - Ex. 5

Determine se cada integral é convergente ou divergente. Calcule aquelas que são convergentes.

Passo 1

Olá, meu caro amigo. Yuri aqui e estarei te ajudando a resolver essa atividade.

Aqui iremos determinar se a integral dada converge ou diverge e iremos calcular ela caso ela convirja.

Para calcular essa integral vamos usar a Definição de uma Integral Imprópria do Tipo 1:

Bem, para achar o valor dessa integral vamos calcular a integral indefinida dela e depois utilizamos o Teorema Fundamental do Cálculo para aplicar os limites de integração.

Passo 2

Primeiro vamos analisar qual regra usar para calcular essa integral, então mãos a massa:

a expressão já tá simplificada, vamos então tentar fazer uma Substituição.

Temos uma expressão com no denominador, podemos tentar fazer com que seja essa expressão, assim:

Vamos agora achar diferencial de , derivando:

Fazendo a substituição ficamos com:

Agora é fácil achar as primitivas da função, usando duas expressões da Tabela de Integrais Indefinidas:

Vamos aplicar:

Retirando a constante:

Realizando a integração:

Passo 3

Calma, não terminou ainda, não esqueça de voltar para a variável , é só substituir de volta o que você usou no começo:

Pronto, já encontramos a integral indefinida. Perceba que nem seria necessário colocar a constante de integração nesse caso, pois a gente usou a integral indefinida mais como uma ferramenta para calcular a integral. Agora é só calcular a integral definida usando o Teorema Fundamental do Cálculo: