Enunciado

Calcule a integral indefinida:

12. ∫ sec 2 ⁡ 2 θ   d θ

Passo 1

Falaaaaeeeeee, beleza?!

Então, vamos resolver essa integralzinha ai!!!

O enunciado diz pra gente calcular a integral indefinida dada por:

∫ sec 2 ⁡ 2 θ   d θ

Para isso, temos de pensar mais ou menos o seguinte, “qual a função que se eu derivar terei essa função ai da integral?”. No nosso caso, qual função que quando eu derivo, chego em sec 2 ⁡ θ ?

A resposta é,

tan ⁡ θ

Já que

d d θ tan ⁡ θ = sec 2 ⁡ θ

Mas essa é a resposta da nossa questão?!

Não exatamente. Repara que não queremos integrar sec 2 ⁡ θ , queremos integrar sec 2 ⁡ 2 θ .

Hmmmmm, esse 2 θ acabou com a gente hein?!

Sendo assim, precisaremos fazer uma mudança de variável e usar uma integração por substituição simples.

Vem que te mostro como isso tudo vai acontecer.

Passo 2

A gente sabe que a resposta para

∫ sec 2 ⁡ θ   d θ = tan ⁡ θ + C

então vamos transformar a nossa integral que foi dada no exercício nessa integral mais simples que sabemos a resposta. Para isso, precisaremos fazer uma substituição simples, olha só:

∫ sec 2 ⁡ 2 θ   d θ

Vamos chamar

u = 2 θ

daí, teremos de encontrar um d u para poder integrar, né?! Assim:

d u d θ = 2 → d θ = d u 2

Assim, substituindo na nossa integral:

∫ sec 2 ⁡ u d u 2 = 1 2 ∫ sec 2 ⁡ u   d u

Já sabemos o resultado dessa integral aí, discutimos ali em cima, olha só:

1 2 ∫ sec 2 ⁡ u   d u = 1 2 tan ⁡ u + C

Passo 3

Show, integramos em relação a u , mas a nossa integral é em relação a θ , agora é só voltar tudo pra θ . Se u = 2 θ , teremos:

∫ sec 2 ⁡ 2 θ   d θ = 1 2 tan ⁡ 2 θ + C

Viu só?! Essa questão era isso ai 😉

Resposta

∫ sec 2 ⁡ 2 θ   d θ = 1 2 tan ⁡ 2 θ + C

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