Enunciado

Calcule a integral indefinida.

∫ e u 1 - e u 2 d u

Passo 1

Iae, meus queridos! Está com dificuldades nessa questão? Não se preocupe! Estamos aqui para ajudar 😉

Nesse problema temos que calcular dada por:

∫ e u 1 - e u 2 d u

Parece complicado?

Perceba que essa função de integração parece muito dificil de ser integrada (ou impossivel)!

Mas para facilitar nossa vida, podemos aplicar o método da substituição:

Esse método consiste em substituir parte da função f u por uma variavel v e fazer uma mudança de variáveis na integral seguindo um passa-a-passo.

∫ f u d u → ∫ g v d v

  • Substituir parte da função f u por v .
  • Derivar v em relação a u para obter d v / d u e isolar d u em um lado da igualdade.
  • Substituir v e d u na integral.
  • Calcular a integral!

Lembrando que encontrar a substituição correta depende da nossa sagacidade em conseguir visualizar como podemos simplificar a integral... então quanto mais questões fizermos, melhor vai ser.

Sacou? Bora começar!

Passo 2

Nossa função de integração é dada por:

f u = e u 1 - e u 2

Podemos substituir o que está na potência por v .

v = 1 - e u

Derivando e isolando d u em um lado da igualdade:

d v d u = - e u → d u = - 1 e u d v

Substituindo v e d u na integral:

∫ e u 1 - e u 2 d u → ∫ e u v 2 - 1 e u d v

Simplificando e u .

- ∫ v - 2 d v

Bacana, não é?

Passo 3

Tínhamos uma integral complicadíssima e transformamos ela em uma integral muito mais simples!

Agora o que temos que fazer é aplicar a regra da potência.

∫ a x n d x = a x n + 1 n + 1 + C

Ou seja:

- ∫ v - 2 d v = - v - 2 + 1 - 2 + 1 + C = - v - 1 - 1 + C

- ∫ v - 2 d v = 1 v + C

Por fim, temos que voltar para u , então fazemos a substituição novamente.

∫ e u 1 - e u 2 d u = 1 1 - e u + C

E fim! O que achou? Responde Aí!

Resposta

∫ e u 1 - e u 2 d u = 1 1 - e u + C

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