Enunciado

O que está errado na equação?

∫ 0 π sec 2 ⁡ ( x ) d x = tan ⁡ x 0 π = 0

Passo 1

Galera... nessa questão nos é dada a seguinte integral:

∫ 0 π sec 2 ⁡ ( x ) d x E o enunciado diz que o resultado é:

tan ⁡ x 0 π = 0

E nos pergunta qual é o erro dessa resposta.

Bom, primeiro, para uma função ser integrável é necessário que ela seja contínua no intervalo de integração.

Passo 2

A função f x = sec 2 ⁡ ( x ) é dada como:

f x = 1 cos 2 ⁡ x

No intervalo que vai de 0   até π , temos que no ponto x = π 2 do intervalo, o cosseno vale zero e portanto essa função possui uma descontinuidade, afinal não podemos dividir por zero.

Se esboçarmos o gráfico de f x = sec 2 ⁡ ( x ) , ficamos com

Pelo gráfico, conseguimos ver que há uma descontinuidade na função no ponto x = π / 2   , pois

lim x → π 2 ⁡ 1 cos 2 ⁡ x = ∞

, então, podemos concluir que f x = sec 2 ⁡ ( x ) não é contínua no intervalo 0 , π .

Como ela não é contínua nesse intervalo, a parte 2 do Teorema Fundamental do Cálculo não pode ser aplicado, então esta integral não existe.

Resposta

∫ 0 π sec 2 ⁡ ( x ) d x   ∄

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