Enunciado

Dado que ∫ 0 π s e n 4 x   d x = 3 8 π , o que é ∫ π 0 sen 4 ⁡ θ d θ ?

Passo 1

Fala galera! Antes de resolvermos a questão, vamos dar uma olhada nas informações que temos. O enunciado já nos dá o valor da integral

∫ 0 π s e n 4 x   d x = 3 π 8 ,

e pede para calcularmos uma outra integral:

∫ π 0 sen 4 ⁡ θ d θ .

A primeira pergunta que temos que fazer é "O que mudou de uma integral para a outra?" Bem, podemos ver duas mudanças:

  1. A váriavel de integração mudou de x para θ .
  2. Os limites da integral foram trocados, de 0 até π pra π até 0 .

Vamos entender o que essas mudanças significam!

Passo 2

Uma integral definida é um número que depende apenas da função e dos limites de integração. Isso significa que o símbolo usado para a váriavel de integração não importa, e podemos substituir x por qualquer outra letra sem alterar o valor da integral. O que isso quer dizer? Ora,

∫ a b f x   d x = ∫ a b f t   d t = ∫ a b f θ   d θ .

Então, considerando o nosso problema, podemos dizer que

∫ π 0 sen 4 ⁡ θ d θ = ∫ π 0 s e n 4 x   d x .

Certo?

Passo 3

Agora, precisamos entender o que acontece quando invertemos o limite de integração. Basicamente, ao fazer isso, trocamos o sinal da integral. Em termos matemáticos, isso quer dizer o seguinte:

∫ a b f ( x )   d x = - ∫ b a f ( x )   d x .

Aplicando essa igualdade ao nosso problema, vamos ter que:

∫ π 0 s e n 4 x   d x = - ∫ 0 π s e n 4 x   d x = - 3 π 8   .

Passo 4

Já temos tudo o que precisamos para finalizar a questão. Saca só: juntando os resultados do Passo 2 e do Passo 3 sabemos que

∫ π 0 sen 4 ⁡ θ d θ = ∫ π 0 s e n 4 x   d x

e

∫ π 0 s e n 4 x   d x = - ∫ 0 π s e n 4 x   d x = - 3 π 8 ,

então

∫ π 0 sen 4 ⁡ θ d θ =   - ∫ 0 π s e n 4 x   d x   = - 3 π 8 .

Resposta

∫ π 0 sen 4 ⁡ θ d θ = - 3 π 8 .

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