Enunciado

Calcule a integral indefinida.

∫ x 2 x 3 + 5 2   d x

Passo 1

Fala meus queridos!

Nessa questão temos a seguinte integral:

∫ x 2 x 3 + 5 2   d x

Para calcula-la vamos usar a Regra da Substituição.

Isso é, vamos pegar parte do termo que está sendo integrado e chama-lo de u .

Para a substituição funcionar é importante que a derivada de u apareça no resto da integral, para podermos cortar depois.

Repare bem, se chamarmos

u = x 3 + 5

Depois temos que sua derivada é:

d u d x = 3 x 2

E x 2 aparece no resto da integral, o que irá facilitar para cortar depois... vamos lá então?

Passo 2

Bem, aqui vamos usar a Regra da Substituição, então mãos a massa, vamos fazer uma mudança de variável para encontrar o valor dessa integral, vemos que temos um   x 3 e um x 2 , podemos então usar a mudança de variável:

u = x 3 + 5

Vamos agora achar diferencial de u , derivando:

d u = 3 x 2 + 0   d x

d u = 3 x 2 d x

x 2   d x = d u 3

Vamos agora fazer a substuição:

∫ x 2 x 3 + 5 2   d x = ∫ u 2 3 d u

Agora fica simples de resolver, vamos lá.

Passo 3

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

∫ c f x d x = c ∫ f x d x

∫ x n d x = x n + 1 n + 1 + C   n ≠ - 1

Agora é só aplicar:

∫ u 2 3 d u = 1 3 ∫ u 2 d u

= 1 3 ∙ u 2 + 1 2 + 1

= 1 3 ∙ u 3 3

= u 3 9 + C

Calma, não terminou ainda, não esqueça de voltar para a variável x , é só substituir de volta o que você usou no começo, no caso aqui foi u = x 3 + 5 :

∫ x 2 x 3 + 5 2   d x = ∫ u 2 3 d u = u 3 9 + C

= x 3 + 5 3 9 + C

Resposta

∫ x 2 x 3 + 5 2   d x = x 3 + 5 3 9 + C

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