Enunciado
Cálculo - Cálculo Volume 1 - 8ª Edição - James Stewart- Ed: 8º - Capítulo 7.3 - Ex. 34
Encontre a área da região delimitada pela hipérbole e a reta
Passo 1
Olá, meu querido amigo. Yuri aqui e estarei te ajudando a resolver essa atividade.
Aqui queremos encontrar a área delimitada pelos gráficos.
Opa! A questão nos pede a área da região delimitada pela hipérbole e a reta . Bora lá?!
Para isso iremos calcular a área utilizando uma integral.
Passo 2
Esse tipo de questão depende um pouco da visualização do gráfico, pra isso vamos entender um pouco melhor da hipérbole. Sua forma geral é assim:
Podemos manipular a nossa equação pra descobrirmos e :
Temos então uma hipérbole horizontal com e . Um gráfico geral pra esse tipo de hipérbole tem essa carinha aqui:
Repara que é a distancia entre o até o vértice da hipérbole. Como queremos a área da região delimitada pela hipérbole e a reta , então podemos ignorar o lado esquerdo do gráfico.
Podemos fazer um esboço beeem simples, sem tabelinha nem nada:
Agora vamos pensar em um plano de ação! Conseguimos perceber duas coisas:
- Os limites de integração serão e ;
- A hipérbole é simétrica em relação ao eixo , então podemos calcular a área acima do eixo , por exemplo, e multiplica-la por .
Passo 3
Vamos isolar o na equação da hipérbole:
Podemos escrever então:
Jogamos a constante pra fora:
Passo 4
Vamos resolver esta integral pela substituição trigonométrica, pra isso, vamos dizer o seguinte. Seja:
Calculando os novos limites de integração :
Substituindo na integral, ficamos com:
Passo 5
Pra resolver esta integral, precisamos lembrar da seguinte propriedade trigonométrica: :
Passo 6
Para a integral , temos uma integração por partes:
Diremos que
Passando o termo para o lado esquerdo da igualdade:
É tabelado que:
Agora podemos voltar para a nossa integral original: